Fyzika | Materiál

Kilogram má po více než sto letech jinou definici. Platino-iridiový válec jde do důchodu

Roku 1901 byl rozhodnutím Generální konference pro míry a váhy definován jako jednotka hmotnosti kilogram. Byl zvolen tak, aby odpovídal hmotnosti jednoho litru vody při teplotě, při které má voda maximální hustotu (3,98 °C) a při normálním atmosférickém tlaku (760 mm Hg). To se však v pondělí 20. května 2019 změnilo.

Kilogram byl až do neděle poslední jednotkou SI, která byla definována pomocí prototypu. Ten měl v tomto případě podobu platino-iridiového válce, který byl před 130 lety uložen v trezoru u Mezinárodního úřadu pro míry a váhy na pařížském předměstí Sèvres.

Proč prototyp nevyhovoval?

Na základě prototypu bylo vyrobeno osmdesát identických kopií, které sloužily jako etalony v různých členských státech. V Česku uchovává kopii s číslem 67 Český metrologický institut. Původní prototyp však během více než stovky let své existence ztratil přibližně 50 mikrogramů své hmotnosti. S ohledem na to, že definice jednotky byla vztažena vůči němu, to znamenalo poměrně nepříjemný problém.

Klepněte pro větší obrázek 
Kopie prototypu kilogramu

Příčiny ztráty hmotnosti válce ze slitiny platiny a iridia nejsou zcela jasné. Mohlo k ní dojít vlivem ztráty atomů vodíku, podezření padá i na lidský faktor, kdy při manipulaci s prototypem mohlo dojít k jeho odírání. Dalším potenciálním rizikem definice vztažené k fyzickému objektu byla možnost jeho ztráty či odcizení.

Seznam nevýhod můžeme zakončit například tím, že definici kilogramu nebylo v podstatě možné předat jinak než v jeho fyzické podobě. Právě z výše uvedených důvodů bylo nutné přijít s novou definicí, na jejímž základě je možné kdykoli a kdekoli vyrobit odpovídající etalon.

Co je tedy jeden kilogram?

V roce 2018 se vědecká obec rozhodla, že je nutné definovat jednotku hmotnosti jiným způsobem než v podobě fyzického standardu. Hlavní roli v novém pojetí hraje Planckova konstanta – fyzikální veličina s rozměrem momentu hybnosti.

Od pondělí 20. května 2019 je podle soustavy SI kilogram definován pomocí metru a sekundy zafixováním hodnoty Planckovy konstanty na přesné hodnotě 6,62607015×10−34 kg⋅m2⋅s−1. Je jasné, že toto vyjádření je podstatně abstraktnější než představa kovového válečku.

Laikům může nová definice připadat komplikovaná a obtížně srozumitelná, ale Wolfgang Ketterle, držitel Nobelovy ceny a profesor fyziky na Massachusettském technologickém institutu, to tak nevidí. „Pojmově je definice velmi jednoduchá,“ říká.

Pro každodenní život nebude tato změna znamenat v podstatě nic podstatného. V první řadě je nový standard nutný pro vědce, kteří do svých výpočtů mohou použít jednoznačně stanovenou hodnotu.

Diskuze (30) Další článek: Boeing dokončil aktualizaci softwaru problémového letadla 737 Max 8. Udělá z něj nejbezpečnější stroj na nebi

Témata článku: Příroda, Lidé, Fyzika, Materiál, Prototyp, Definice, Hmotnost, Předměstí, Kilogram, Etalon, Kopie, Jednotka, Nová definice, Planck, Válec, Nobelova cena, Česká republika


Určitě si přečtěte

Jak funguje kontroverzní program, který ženám krade plavky. Mají se čeho bát?

Jak funguje kontroverzní program, který ženám krade plavky. Mají se čeho bát?

** Strojové učení ještě nepřitáhlo takový zájem jako na začátku prázdnin ** Ne, umělá inteligence nenašla lék na rakovinu ** Naučila se svlékat ženy nejen z plavek

Jakub Čížek | 35

13 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

13 praktických tipů a triků pro Mapy.cz, které možná neznáte

** Mapy.cz neslouží jen k zobrazení podkladů a plánování tras ** Nabízejí celou řadu dalších praktických funkcí a možností ** Vybrali jsme třináct tipů a triků, o kterých možná nevíte

Karel Kilián | 36

USA rozdávají chudým dotované telefony s Androidem. Jsou z Číny a plné virů

USA rozdávají chudým dotované telefony s Androidem. Jsou z Číny a plné virů

** Chudí Američané mohou dosáhnout na dotovaný mobil ** Jeden takový rozdává třeba tamní Virgin Mobile ** Má to jeden háček. Je prošpikovaný malwarem

Jakub Čížek | 42

Biblická potopa Česka: Jak bychom dopadli, kdyby nás zatopil oceán

Biblická potopa Česka: Jak bychom dopadli, kdyby nás zatopil oceán

** Představte si biblickou potopu ** Nejprve zaniknou Děčín a Břeclav, pak i Brno a Praha ** Hlavním městem se stane Jihlava a zbytky Čechů přežijí na Kvildě

Jakub Čížek | 93

Měření rychlosti internetu: Populární Speedtest.net neřekne o skutečné rychlosti internetu téměř nic

Měření rychlosti internetu: Populární Speedtest.net neřekne o skutečné rychlosti internetu téměř nic

** Speedtest stále častěji měří jen rychlost na poslední míli ** Ta však ale neodpovídá reálnému surfování ** Jak se tedy pokusit změřit tu skutečnou?

Jakub Čížek | 85