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走近SI

来源: 日期:2019-05-13 加入收藏打印此文
 开栏的话

2019年5月20日,将会在人类历史上留下浓墨重彩的一笔。这一天,新的国际单位制(SI)将正式启用。SI基本单位中的4个,即千克、安培、开尔文和摩尔分别改由普朗克常数h、基本电荷常数e、玻尔兹曼常数k和阿佛加德罗常数NA定义。这是SI自1960年创建以来最为重大的变革,是科学进步的里程碑。

在5月20日世界计量日到来前夕,为了更好地解读新的国际单位制(SI),本报与中国计量科学研究院合作,共同推出“走近SI”专栏,刊登来源于欧洲计量组织(EURAMET)的科普文章,连续7天向读者们介绍SI的7个基本单位。敬请关注。

“你居然从没听说过‘千年隼号’?这艘飞船在12秒差距(是天文学上的一种长度单位。秒差距是一种最古老的,同时也是最标准的测量恒星距离的方法)内就跑完了科舍尔航线(电影《星球大战》虚构的一条超空间航线,电影里其他飞船则至少要用20秒差距以上才能完成的距离)!”在科幻电影《星球大战》中,船长汉索罗对“千年隼号”的描述令人印象深刻,但其中有些道理却不太对。

你知道这是为什么吗?因为话中形容飞船超凡性能的单位“秒差距”不是时间单位,而是长度单位!

汉索罗对飞船物理性能的表述不太精准,可能在大家的意料之中。不过,其实他并非完全错误。因为长度是用时间来定义的。什么意思呢?在汉索罗的这句话里,一个“秒差距”大约相当于3.26光年,而1光年是光在1年时间里传播的距离。

回到地球上来,我们也用同样的方法定义长度。“米”是国际单位制(SI)中长度的基本单位,可以这么理解:1米等于光在1/299 792 458秒的时间里传播的距离。光是宇宙中目前已知速度最快的存在,且真空中的光速保持不变,所以我们用光在一定时间内传播的距离来定义长度。这意味着如果分别在法国、加拿大、巴西或印度测量真空中光在1/299 792 458秒的时间里传播的距离,无论何地你都会得到完全一样的结果!

2019年5月20日,“米”的官方定义将变更为:

当真空中光速以单位m s-1表示时,将其固定数值取为299 792 458来定义米,其中秒用铯频率△ v 来定义。

“米”的新旧定义到底有什么不同呢?其实没什么大的改变,只是换了种表述方式,内含的物理概念仍然与之前一样。(来源:欧洲计量组织 翻译:中国计量院 晏刘莹 高蔚 整理:史玉成)

《中国质量报》

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