Кіляграм

Кілягра́м — адзінка масы, адна з асноўных адзінак сыстэмы СІ, скарачаецца як кг. На сёньняшні дзень кіляграм вызначаецца празь фіксацыю сталай Плянка («6,62607015• ×10⁻³⁴ Дж•с») праз мэтар і сэкунду^[1]^[2].

У штодзённым выкарыстаньні, маса аб’екта, зададзенага ў кіляграмах, часта згадваецца як ягоная вага, якая зьяўляецца мерай сілы цяжару або цяжар аб’екта. Вага ў кіляграмах тэхнічна не ўваходзіць у сьпіс адзінак СІ, а адзінка вымярэньня для вагі вядомая як кіляграм-сіла. Эквівалентная адзінка вымярэньня сілы цяжару ёсьць фунт-сіла. У строгім навуковым кантэксьце, сіла, як правіла, вымяраецца адзінкай СІ ньютан.

Кіляграм зьяўляецца адзінай базавай адзінкай СІ з прыстаўкай у рамках свайго імя. Чатыры зь сямі базавых велічыняў у сыстэме СІ вызначаюцца па адносінах да кіляграму, таму ейная стабільнасьць вельмі важная. Некаторыя іншыя адзінкі масы: цэнтнэр, драхма, фунт, гран, квінтал, тона, унцыя.

Гісторыя

Раньняе вызначэньне

7 красавіка 1795 году грам быў абвешчаны ў Францыі роўным абсалютнай вазе аб’ёму вады, якая можа зьмясьціцца ў кубе сотай часткі мэтра пры тэмпэратуры плаўленьня лёду^[3]. Панятак, які выкарыстоўваў пазначаны аб’ём вады для вызначэньня адзінкі вымярэньня масы, быў упершыню выказаны ангельскім філёзафам Джонам Ўілкінзам у 1668 годзе^[4].

Гэта маса міжнароднага ўзору (валік вышынёй 39 мм, выкананы са сплаву 90% плятыны і 10% ірыду), які захоўваецца ў Міжнародным бюро мераў і вагаў у Сэўры, каля Парыжу. Узор кіляграму быў усталяваны Першай генэральнай канфэрэнцыяй мер у 1889 годзе. Паколькі гандаль і камэрцыя, як правіла, уключаюць рэчы і тавары значна больш масіўныя, чым адзін грам, з масай стандарту вады было няёмка і няўстойліва, таму рэгуляваньне гандлю запатрабавала вырабу практычнай рэалізацыі воднай асновы вызначэньня масы. Першапачаткова ўзор быў прыроўнены да аднаго літру вады тэмпэратурай 4 градусы Цэльсія, пры нармальным ціску. Пазьней быў выраблены суцэльны мэталічны артэфакт, які замяніў папярэдні вадзяны стандарт. Кіляграм быў апошняй адзінкай СІ (да 2019 году), якая непасрэдна вызначалася артэфактам, а не фундамэнтальнымі фізычнымі ўласьцівасьцямі, якія могуць быць вывучаны ў розных лябараторыях. Напрыклад, велічыня мэтру вызначаецца празь фіксацыю хуткасьці сьвятла.

Эталёны кіляграму

Ваганьне масаў копіяў эталёну^[5]

Пакуль кіляграм зьяўляецца адзінай адзінкай СІ, якая вызначана пры дапамозе прадмета, які быў выраблены людзьмі. Аднак у траўні 2019 году кіляграм афіцыйна будзе прывязаны да сталай велічыні. Усе астатнія адзінкі цяпер вызначаюцца з дапамогай фізычных уласьцівасьцей і законаў.

Эталён быў выраблены ў 1889 годзе, і цяпер існуюць дакладныя афіцыйныя копіі ўзору, якія выкарыстоўваюцца як нацыянальныя ўзоры кіляграму. Прыкладна раз у 10 гадоў нацыянальныя ўзоры параўноўваюцца зь міжнародным. Гэтыя параўнаньні паказваюць, што дакладнасьць нацыянальных узораў складае прыкладна 2 мкг. З-за таго што яны захоўваюцца ў тых жа самых умовах, няма падставаў лічыць, што міжнародны ўзор больш дакладны. Аднак, па вызначэньні лічыцца, што маса міжнароднага ўзору дакладна роўная кіляграму. З-за гэтага любыя зьмены існуючай масы ўзору вядуць да зьмяненьняў велічыні кіляграму. Для выдаленьня гэтых памылак у наш час разглядаюцца розныя варыянты вызначэньня кіляграму на аснове фізычных законаў.

У 2005 годзе была выдадзеная рэкамэндацыя №1 МККВ, якая ўхваляла дзеяньні па распрацоўцы новых вызначэньняў асноўных адзінак: кіляграму, ампэру, кельвіна, і моля, якія былі заснаваныя на фундамэнтальных фізычных канстантах.^[6] Таксама ў 2003 годзе міжнародная група дасьледнікаў з 8 краінаў, у тым ліку зь Нямеччыны, Аўстраліі, Італіі і Японіі, пад кіраўніцтвам Нямецкай лябараторыі стандартаў (German standards laboratory) выдзе працы па перавызначэньні кіляграму як масы пэўнай колькасьці атамаў ізатопа крэмну-28^[7]. Другі праект пад назвай «Электронны кіляграм» распачаты ў 2005 годзе ў Нацыянальным інстытуце стандартаў і тэхналёгіяў ЗША (NIST). Кіраўнік гэтага праекту Рычард Стайнэр сьцьвярджае, што над стварэньнем «электроннага кіляграму» ён працуе больш за 10 гадоў. Навукоўцы пад кіраўніцтвам доктара Стайнэра стварылі прыбор, які вымярае магутнасьць, неабходную для генэрацыі электрамагнітнага поля, з дапамогай якога можна ўзьняць адзін кіляграм масы. Зь яго дапамогай атрымалася вызначыць масу ў адзін кіляграм з дакладнасьцю да 99,999995%^[7].

Пытаньне пра зьмену вызначэньня кіляграму ўжо разглядаелася (94th Meeting, 2005), на чарговым паседжаньні Генэральнай канфэрэнцыі па мерах і вагах ў 2011 годзе (23rd General Conference, 2007). Апроч іншых пастаянных, пастаянная Плянка можа стаць асновай для новага вызначэньня кіляграму (23rd General Conference, 2007). Магчымымі новымі вызначэньнямі могуць быць «маса цела ў спакоі, чыя эквівалентная энэргія роўная энэргіі фатонаў, чыя частата роўная 135639274∙×10⁴² Гц»^[8]. 16 лістапада 2018 году адбылося афіцыйнае галасаваньне наконт зацьверджаньня зьменаў у вызначэньні кіляграму. З 20 траўня 2019 году кіляграм стаў сталай велічынёй.

Беларускі нацыянальы эталён адзінкі масы ў дыяпазоне ад 1 мг да 1 кг выраблены ў 2004 годзе і захоўваецца ў Беларускім інстытуце мэтралёгіі^[9].

Кратныя і дзельныя адзінкі

Найменні кратных і дзельных адзінак масы ад кіляграму ўтвараюць, дадаючы прыстаўкі да слова «грам»:

Кратныя				Дзельныя
велічыня	назва	пазначэньне		велічыня	назва	пазначэньне
10¹ г	дэкаграм	даг	dag	10^-1 г	дэцыграм	дг	dg
10² г	гэктаграм	гг	hg	10^-2 г	сантыграм	сг	cg
10³ г	кіляграм	кг	kg	10^-3 г	міліграм	мг	mg
10⁶ г	мэгаграм	Мг	Mg	10^-6 г	мікраграм	мкг	µg
10⁹ г	гігаграм	Гг	Gg	10^-9 г	нанаграм	нг	ng
10¹² г	тэраграм	Тг	Tg	10^-12 г	пікаграм	пг	pg
10¹⁵ г	пэтаграм	Пг	Pg	10^-15 г	фэмтаграм	фг	fg
10¹⁸ г	экзаграм	Эг	Eg	10^-18 г	аттаграм	аг	ag
10²¹ г	зэтаграм	Зг	Zg	10^-21 г	зэптаграм	зг	zg
10²⁴ г	ётаграм	Іг	Yg	10^-24 г	ёктаграм	іг	yg

Заўвагі: замест гектаграму (100 кг) звычайна выкарыстоўваюць адзінку вымярэньня «цэнтнэр», замест мэгаграму (1000 кг) — «тона».

У вызначэньнях магутнасьці атамных бомбаў замест гігаграма выкарыстоўваецца кілятона, а замест тэраграма — мэгатона.

Крыніцы

^ On the revision of the International System of units (SI). BIPM. Архіўная копія
^ Current definitions of the SI units (анг.). NIST (чэрвень 2019).
^ Decree on weights and measures (фр.) Архіўная копія
^ «An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Reproduction)». metrication matters
^ Watt balance
^ Разработка нового определения кельвина (рас.)
^ ^а ^б Статья «Час от часу легче: эталон килограмма надо спасать (рас.). membrana (3 чэрвеня 2003). Архіўная копія
^ Taylor, B. N.; Mohr, P. J. 1999, «On the redefinition of the kilogram», Metrologia Vol. 36 (1), P. 63-64, doi:10.1088/0026-1394/36/1/11 (патрэбная рэгістрацыя)
^ НЭ РБ 15-05 Национальный эталон единицы массы в диапазоне 1 мг – 1 кг (рас.). Дзяржаўны інфармацыйны фонд па забесьпячэньні адзінства вымярэньняў.

Вонкавыя спасылкі

Кіляграм — сховішча мультымэдыйных матэрыялаў

Jonathan Fildes (9 лістапада 2007) Getting the measure of a kilogram (анг.). BBC. — Вымярэньне кіляграму.

[1] On the revision of the International System of units (SI). BIPM. Архіўная копія

[2] Current definitions of the SI units (анг.). NIST (чэрвень 2019).

[3] Decree on weights and measures (фр.) Архіўная копія

[4] «An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Reproduction)». metrication matters

[5] Watt balance

[6] Разработка нового определения кельвина (рас.)

[Эталён_кг-7] а ^б Статья «Час от часу легче: эталон килограмма надо спасать (рас.). membrana (3 чэрвеня 2003). Архіўная копія

[8] Taylor, B. N.; Mohr, P. J. 1999, «On the redefinition of the kilogram», Metrologia Vol. 36 (1), P. 63-64, doi:10.1088/0026-1394/36/1/11 (патрэбная рэгістрацыя)

[9] НЭ РБ 15-05 Национальный эталон единицы массы в диапазоне 1 мг – 1 кг (рас.). Дзяржаўны інфармацыйны фонд па забесьпячэньні адзінства вымярэньняў.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]