國際標準的「#公斤原器」是一個1889年起就以三道鎖保護在法國國際度量衡局的鉑銥合金圓柱體⋯⋯雖然它 #縮水 了讓科學家頭痛，但把公斤 #換單位，大家的頭應該會更痛吧？
以後1KG不是1000g了!??
#科學補給站 #公斤原器 #度量衡 #普朗克常數
【1公斤=1000公克?! 國際度量衡明年將改變】http://bit.ly/2mXI7Ga
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普朗克常數 在 小聖蚊的治國日記 Facebook 八卦
講這麼多，我只想知道的體重我會不會因此降低啊！
(做球給科技部看他們會不會接球)
#小編開聊
昨天的一公斤，不是今天的一公斤？「公斤」的新定義今天生效啦！
自從 1889 年，第一屆國際度量衡大會定義「一公斤」等於「國際公斤原器（International Prototype of the Kilogram，IPK）」的質量，就沒再改過了，成為最後一個還在用實體物來定義的基本單位。
然而實體物並非永恆不變，即使封存在真空的三層玻璃罩內，又有嚴密的環境監控，IPK 和它的複製品的質量差值還是愈來愈高，在最近一次（2014年）的測量顯示，差值已達到50微克（μg）。這種不穩定、不精確的情況可讓人無法忍受啊！
因此，在科學界幾十年來的努力下，終於在去年第 26 屆國際度量衡大會拍板定案，由 #普朗克常數 重新定義公斤，並定於世界計量日（World Metrology Day）的今天正式生效，和國際公斤原器說 bye-bye！
現在，以普朗克常數 h=6.62607015×10^-34 kg⋅m2⋅s−1 來定義質量有兩種方法，第一種是以「基布爾秤（Kibble balance）」測量。測量又分為靜態模式和動態模式，在靜態模式中，天平一端放置砝碼，下方在磁場中放置線圈，將線圈通過電流 I 會受力，當磁力與重力達到靜力平衡時 mg=IBL；在動態模式中，拿掉砝碼，將線圈以等速度 v 移動，會產生感應電動勢 V=vBL；兩種模式中，BL 的數值一樣，因此整理得到 IV=mgv 或是 m = IV/gν。然後電流和電壓，根據約瑟夫森效應和量子霍爾效應，就會連結到普朗克常數囉！
而我國採用的是第二種，X 光晶體密度法（x-ray-crystal-density method, XRCD method），又稱為矽晶球法。由德國聯邦物理技術研究院（PTB）製作的高純度矽晶球，是經過純化、長晶、切割、研磨與拋光多道程序所製作，純度超過 99.99 %、直徑為 93.7 mm 的完美球體。藉由計數矽晶球內含有多少顆矽原子，再乘以矽原子平均質量（而矽原子的質量會連結至普朗克常數），進而得到非常精確的矽晶球質量。
今天新制上路後，世界各國的質量單位精準度就往前邁一步啦！不過啊，在半導體、醫療等精密產業是失之毫釐、差之千里，如果你去量體重，是看不出來差別的呦（逃~
參考資料
1.科學月刊，＜SI基本單位的重新定義＞
http://scimonth.blogspot.com/2018/09/si.html
2.NIST，＜Kilogram: The Kibble Balance＞
https://www.nist.gov/si-redefinition/kilogram-kibble-balance
3.國家度量衡標準實驗室，＜新質量標準「公斤」 重新定義＞
https://www.nml.org.tw/…/rela…/3851-2019-02-19-17-04-08.html
4.國家度量衡標準實驗室，＜質量的單位：千克(kg) ＞
https://www.nml.org.tw/…/new-…/3343-2014-05-16-03-45-54.html
5.實作派電子實驗室，＜公斤定義-改用普朗克常數定義/揮別公斤原器＞
https://www.strongpilab.com/kilogram-redefine-by-planckcon…/
📸圖片來源：pixabay
https://pixabay.com/p…/kitchen-scale-weight-cooking-2608932/
普朗克常數 在 余海峯 David . 物理喵 phycat Facebook 八卦
【推舊文】人類將重新定義公斤 從此宇宙間牛扒質量都相同（物理雙月刊）
我們去街市買牛肉時，都是量度肉的質量去計算價錢的。質量的單位必須準確，我們才能知道有多少牛肉。現代，我們使用國際單位制（Système International d'Unités, SI units）制定的公斤（kilogram, kg）作為量度質量的基本單位。
不難想像，這種國際公認的度量衡，需要一個不會改變的標準：上星期賣的一公斤牛肉與明天賣的一公斤牛肉必須擁有同等質量、你在台灣買的一公斤牛肉與我在德國買的一公斤牛肉亦必須擁有同等質量。
在巴黎近郊的國際計量局（Bureau international des poids et mesures, BIPM）實驗室裡，收藏著一個137 年前製造的金屬圓柱體。這個圓柱體是人類對一公斤的定義。在宇宙任何地方，當你測量質量時，都必須以這個放在銀河系之中一顆不起眼的恆星旁的一個行星上的一個城市之中的實驗室裡的一支金屬圓柱體為標準。
很明顯，這即使對地球人來說也並非一個太方便的定義，更遑論為客觀的科學標準。這金屬圓柱體縱使被密封於實驗室裡接近真空之中，細小的微塵、侵蝕等效應亦有可能改變其質量，而且更有丟失的危險，其複制品也不可能做到百分百相同質量。美國國家標準技術研究所（National Institute of Standards and Technology, NIST）物理學家Stephan Schlamminger說，如果我們有朝一日與外星人交流科學，這個金屬圓柱體將會成為「銀河系笑話」。
其實使用實際物件去做成度量衡的標準，在從前是必需的。以前科學並未發達的時候，我們並不知道物理定律之中藏著一些永遠不變的物理量。例如，古時人們就以人類身體部分尺寸作為長度的標準。
如今，我們發現宇宙中存在一些基本常數（fundamental constant），這些物理量的數值不論何時何地何人測量，亦是固定的。最常聽說的有光速（speed of light, c）、電子的基本電荷（elementary charge, e）、量度量子單位的普朗克常數（Planck constant, h）、量度溫度單位的波爾茲曼常數（Boltzmann constant, k）、量度原子數量的阿伏加德羅常數（Avogadro constant, NA）等等。
國際單位制採用十進制，有七個基本單位。米（metre, m），量度長度；秒（second, s），量度時間；公斤，量度質量；安培（ampere, A），量度電流；開爾文（kelvin, K），量度溫度；摩爾（mole, mol），量度粒子數量；坎德拉（candela, cd），量度發光強度（luminous intensity）。只用這七個基本單位，就能夠描述所有已知的物理量。
時間和距離，可說是最基本的度量衡概念。在中世紀，一秒定義為一個太陽日（solar day）的1/86,400，即相鄰兩個正午的1/86,400。可是，由於地球繞太陽公轉軌道並非正圓，太陽日於一年不同季節之長度並不相等。1956年，一秒被重新定義為一個回歸年（tropical year，亦稱太陽年solar year）的1/31,556,925.9747。回歸年指太陽重新回到天空同一點所需時間。雖然使用回歸年定義一秒比用太陽日更加準確，但由於地球自轉軸會進動（即歲差），加上其他天體動力學效應，每個回歸年亦非一樣。
可想而知，使用地球和太陽的運動去定義時間單位，並非全宇宙通用。最終在1967年，一秒被定義為銫（caesium, Cs）原子基態的兩個超精細能階（hyperfine energy level）量子躍遷所釋放之電磁輻射的9,192,631,770個週期之時間長度。銫原子基態的量子結構在宇宙何時何地都不會改變，因此這是一個可以用來跟宇宙中其他文明交流科學知識的客觀定義。
另一個已被客觀永恆不變的物理概念定義的基本單位是米。在1793年，科學家把一米定義為穿過巴黎的子午線（即經線）由赤道到北極的1/10,000,000。這個距離不易量度之餘，地殻板塊運動也可能改變其值。1889年，一米被定義為一個放在巴黎國際計量局裡的鉑（platinum, Pt，即白金）金屬棒的長度。這個定義方法與公斤的定義一般，都依賴放於巴黎國際計量局裡的實物。
科學家希望用客觀概念定義長度。1960年，一米的定義被改為氪（Krypton, Kr）原子在真空之中兩個能階之間的量子躍遷所釋放之電磁輻射波長的1,650,763.73倍。這個定義就像使用銫原子的量子躍遷去定義一秒，其實已經足夠客觀。不過科學家更進一步，最後於1983年把一米定義為光在真空中1/299,792,458秒內行進的距離。這個定義不但無需使用某一任意元素，而且更反過來定義了光速。在此之前，光速的數值是用實驗測量出來的，存在實驗不確定性；現在，光速是被定義出來的，其數值為每秒299,792,458米。
普朗克常數大約是h= 6.62607x10-34 kg m2/s。科學家預期能在2018年前把h準確測量至200萬分之1個百分比。然後，就像定義光速一樣，普朗克常數會反過來被定義。由於h的單位包括公斤、米和秒，而米和秒已被上述方法客觀定義，因此固定h的數值就等於客觀定義公斤。
如果使用不同方法得出的h值互相吻合，聯合其他基本常數如c、e、k和NA等，科學家將會於2018年國際計量大會（Conférence générale des poids et mesures, CGPM）上投票決定是否更新公斤、安培、開爾文和摩爾的定義。
無論結果如何，以上所講都不會對任何人的生活造成影響：牛扒不會變輕、我們也不會變瘦。使用宇宙通行的基本常數去定義各度量衡單位，是科學文明的一大進步。因為科學研究，應建基於客觀的、可重複的實驗結果之上。
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