La précision n'est jamais superflue. C'est pourquoi un système de mesures internationales a été créé et existe dans le monde entier, exprimé dans les normes de toutes les mesures connues de l'homme. Et seul le kilogramme standard se démarque dans la gamme des unités de mesure. Après tout, il est le seul à posséder un prototype physique réel. Combien il pèse et dans quel pays l'étalon international du kilogramme est stocké, nous répondrons dans cet article.
Pourquoi avons-nous besoin de normes ?
Un kilo, comme les oranges, pèse le même poids en Afrique et en Russie ? La réponse est oui, presque. Et tout cela grâce au système international de détermination des normes du kilogramme, du mètre, de la seconde et d'autres paramètres physiques. Les étalons de mesure sont nécessaires à l'humanité pour assurer l'activité économique (commerce) et la construction (unité des dessins), industrielle (unité des alliages) et culturelle (unité des intervalles de temps) et bien d'autres domaines d'activité. Et si dansSi votre iPhone tombe en panne dans un proche avenir, il est très probable que cela se soit produit en raison de changements dans le poids de l'étalon de masse le plus important.
Histoire des normes
Chaque civilisation avait ses propres normes et normes, qui se sont modifiées au fil des siècles. Dans l'Égypte ancienne, la masse des objets était mesurée en kantars ou kikkars. Dans la Grèce antique, il s'agissait de talents et de drachmes. Et en Russie, la masse des marchandises était mesurée en livres ou en bobines. Dans le même temps, des personnes de systèmes économiques et politiques différents, pour ainsi dire, ont convenu que l'unité de masse, de longueur ou d'un autre paramètre serait comparable à une seule unité contractuelle. Fait intéressant, même un poud dans les temps anciens pouvait différer d'un tiers entre les marchands de différents pays.
Physique et normes
Les arrangements, souvent verbaux et conditionnels, ont fonctionné jusqu'à ce qu'une personne prenne au sérieux les sciences et l'ingénierie. Avec la compréhension des lois de la physique et de la chimie, le développement de l'industrie, la création de la chaudière à vapeur et le développement du commerce international, il y avait un besoin de normes uniformes plus précises. Le travail préparatoire a été long et minutieux. Physiciens, mathématiciens, chimistes du monde entier ont travaillé pour trouver une norme universelle. Et tout d'abord - la norme internationale du kilogramme, car c'est à partir de la mesure du poids que d'autres paramètres physiques (Ampère, Volt, Watt) sont repoussés.
Convention métrique
Un événement significatif a eu lieu aux portes de Paris en 1875. Puis pour la première fois 17 pays (dont la Russie) ont signé la métriqueconvention. Il s'agit d'un traité international qui assure l'unité des normes. Aujourd'hui, 55 pays l'ont rejoint en tant que membres à part entière et 41 pays en tant que membres associés. Parallèlement, le Bureau international des poids et mesures et le Comité international des poids et mesures ont été créés, dont la tâche principale est de surveiller l'unité de la normalisation dans le monde.
Normes de la première convention métrique
L'étalon du mètre était une règle faite d'un alliage de platine et d'iridium (9 pour 1) d'une longueur d'une quarante-millionième partie du méridien de Paris. Le kilogramme standard du même alliage correspondait à la masse d'un litre (décimètre cube) d'eau à une température de 4 degrés Celsius (la densité la plus élevée) à une pression standard au-dessus du niveau de la mer. La seconde standard était 1/86400 du jour solaire moyen. Les 17 pays participant à la convention ont reçu une copie de la norme.
Place Z
Des prototypes et l'original de l'étalon sont aujourd'hui conservés à la Chambre des poids et mesures de Sèvres près de Paris. C'est aux portes de Paris que se trouve l'étalon du kilogramme, du mètre, de la candela (intensité lumineuse), de l'ampère (intensité du courant), du kelvin (température) et de la mole (comme unité de matière, il n'y a pas d'étalon physique). stockée. Le système de poids et de mesures basé sur ces six normes s'appelle le Système international d'unités (SI). Mais l'histoire des normes ne s'est pas arrêtée là, elle ne faisait que commencer.
SI
Le système standard que nous utilisons - SI (SI), du Système international d'unités français - comprend sept unités de base. C'est un mètre (longueur),kilogramme (masse), ampère (courant), candela (intensité lumineuse), kelvin (température), mole (quantité de substance). Toutes les autres grandeurs physiques sont obtenues par divers calculs mathématiques utilisant des grandeurs de base. Par exemple, l'unité de force est kg x m/s2. Tous les pays du monde, à l'exception des États-Unis, du Nigéria et du Myanmar, utilisent le système SI pour les mesures, ce qui signifie comparer une quantité inconnue à une norme. Et une norme est l'équivalent d'une valeur physique dont tout le monde s'accorde à dire qu'elle est absolument exacte.
Kilo de référence c'est combien ?
Cela semblerait quelque chose de plus simple - la norme de 1 kilogramme est le poids de 1 litre d'eau. Mais en fait, ce n'est pas tout à fait vrai. Que prendre comme norme de kilogramme à partir d'environ 80 prototypes est une question assez compliquée. Mais par hasard, la variante optimale de la composition de l'alliage a été choisie, qui a duré plus de 100 ans. L'étalon d'un kilogramme de masse est constitué d'un alliage de platine (90%) et d'iridium (10%), et est un cylindre dont le diamètre est égal à la hauteur et est de 39,17 millimètres. Ses copies exactes ont également été réalisées, à hauteur de 80 pièces. Des copies de la norme du kilogramme se trouvent dans les pays participant à la convention. L'étalon principal est stocké en banlieue parisienne et est recouvert de trois capsules scellées. Quel que soit l'endroit où se trouve l'étalon du kilogramme, un rapprochement avec l'étalon international le plus important est effectué tous les dix ans.
La norme la plus importante
L'étalon international du kilogramme a été coulé en 1889 et est conservé à Sèvres en France dans le coffre-fort du Bureau international des poids et mesures, couverttrois bouchons en verre scellés. Seuls trois représentants de haut rang du bureau ont les clés de ce coffre-fort. En plus du standard principal, il y a aussi six de ses doubles ou successeurs dans le coffre-fort. Chaque année, la principale mesure de poids, qui est prise comme étalon du kilogramme, est solennellement retirée pour examen. Et chaque année, il maigrit de plus en plus. La raison de cette perte de poids est le détachement des atomes lors du retrait de l'échantillon.
Version russe
Une copie de la norme se trouve également en Russie. Il est stocké à l'Institut panrusse de recherche en métrologie. Mendeleïev à Saint-Pétersbourg. Il s'agit de deux prototypes en platine-iridium - n° 12 et n° 26. Ils sont sur un socle en quartz, recouverts de deux bouchons en verre et enfermés dans un coffre-fort en métal. La température de l'air à l'intérieur des capsules est de 20 °C, l'humidité est de 65 %. Le prototype domestique pèse 1,000000087 kilogrammes.
La norme de kilogramme perd du poids
La réconciliation de la norme a montré que la précision des normes nationales est d'environ 2 µg. Tous sont stockés dans des conditions similaires, et les calculs montrent que le kilogramme standard perd 3 x 10−8poids en cent ans. Mais par définition, la masse de l'étalon international correspond à 1 kilogramme, et toute modification de la masse réelle de l'étalon entraîne une modification de la valeur même du kilogramme. En 2007, il s'est avéré que le cylindre du kilogramme commençait à peser 50 microgrammes de moins. Et sa perte de poids continue.
Nouvelles technologies et nouvelle norme de mesure du poids
Éliminererreurs, une nouvelle structure de l'étalon du kilogramme est recherchée. Il existe des développements pour déterminer la norme d'une certaine quantité d'isotopes du silicium-28. Il existe un projet "Kilogramme électronique". Le National Institute of Standards and Technology (2005, USA) a conçu un appareil basé sur la mesure de la puissance nécessaire pour créer un champ électromagnétique capable de soulever 1 kg de masse. La précision d'une telle mesure est de 99,999995 %. Il y a des évolutions de la définition de la masse par rapport à la masse au repos du neutron. Tous ces développements et technologies permettront de ne plus être lié à un étalon de masse physique, d'atteindre une plus grande précision et la possibilité d'une réconciliation partout dans le monde.
Autres projets prometteurs
Et tandis que les sommités scientifiques mondiales déterminent la manière la plus fiable de résoudre le problème, la plus prometteuse est le projet dans lequel la masse ne changera pas avec le temps. Un tel étalon serait un corps cubique d'atomes d'isotope de carbone 12 d'une hauteur de 8,11 centimètres. Dans un tel cube, il y aura 2250 x 281489633 atomes de carbone 12. Des chercheurs du National Institute of Standards and Technology des États-Unis proposent de déterminer l'étalon du kilogramme à l'aide de la constante de Planck et de la formule E=mc^2.
Système métrique moderne
Les normes modernes ne sont plus du tout ce qu'elles étaient. Le mètre, lié à l'origine à la circonférence de la planète, correspond aujourd'hui à la distance que parcourt un rayon lumineux en un 299792458ème de seconde. Mais une seconde c'est le temps pendant lequel 9192631770 passevibrations de l'atome de césium. Les avantages de la précision quantique dans ce cas sont évidents, car ils peuvent être reproduits n'importe où sur la planète. De ce fait, le seul étalon qui existe physiquement reste l'étalon du kilogramme.
Combien coûte la norme ?
Ayant existé pendant plus de 100 ans, la norme vaut déjà beaucoup, en tant qu'objet unique et artefact. Mais en général, pour déterminer le prix équivalent, il faut calculer le nombre d'atomes dans un kilogramme d'or pur. Le nombre sera obtenu à partir d'environ 25 chiffres, et ceci sans tenir compte de la valeur idéologique de cet artefact. Mais il est trop tôt pour parler de la vente de l'étalon du kilogramme, car la communauté mondiale ne s'est pas encore débarrassée du seul étalon physique restant du système international d'unités.
Je m'interroge sur les mesures
Dans tous les fuseaux horaires de la planète, l'heure est déterminée par rapport à UTC (par exemple, UTC+4:00). Fait remarquable, l'abréviation n'a aucun décodage; elle a été adoptée en 1970 par l'Union internationale des télécommunications. Deux options ont été proposées: le CUT (Coordinated Universal Time) anglais et le TUC (Temps Universel Coordonné) français. Nous avons choisi une abréviation neutre moyenne.
En mer, la mesure du nœud est utilisée. Pour mesurer la vitesse du navire, un journal spécial avec des nœuds à la même distance a été utilisé, qui a été jeté par-dessus bord et a compté le nombre de nœuds pendant une certaine période de temps. Les appareils modernes sont beaucoup plus avancés qu'une corde avec des nœuds, mais le nom reste.
Méticulosité des mots, c'est-à-diredont l'extrême précision et l'exactitude sont venues aux langues du nom de l'ancien étalon grec de poids - scrupule. Il était égal à 1,14 gramme et était utilisé pour peser des pièces d'argent.
Le nom des unités monétaires provient aussi souvent des noms des mesures de poids. Ainsi, les pièces d'argent étaient appelées sterling en Grande-Bretagne, et 240 de ces pièces pesaient une livre. Dans l'ancienne Russie, les "hryvnias d'argent" ou "hryvnias d'or" étaient utilisées, ce qui signifiait un certain nombre de pièces exprimées en équivalent poids.
L'étrange mesure de la puissance des voitures a une origine bien réelle. L'inventeur de la machine à vapeur, James White, décide ainsi de démontrer l'avantage de son invention sur le transport par traction. Il a calculé combien un cheval peut soulever une charge par minute et a désigné ce montant comme un cheval-vapeur.
