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, Předměstí, Kopie, Jednotka, Válec, Etalon, Kilogram, Nobelova cena, Česká republika, Planck, Hmotnost, Nová definice


Určitě si přečtěte

Co všechno se spouští se startem Windows a proč by vás to mělo zajímat

Co všechno se spouští se startem Windows a proč by vás to mělo zajímat

** Společně s operačním systémem se spouští řada aplikací a služeb ** Mohou mít negativní dopad na celkovou dobu startu Windows ** Jak získat kontrolu nad automaticky spouštěnými programy?

Karel Kilián | 57

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

Podívejte se, jak vypadá mikrofon nebo blecha pod elektronovým mikroskopem

** Z Brna pochází třetina světové produkce elektronových mikroskopů ** První československý kus vyrobila Tesla už v 50. letech ** Dnes na ni navazuje třeba brněnský Tescan

Jakub Čížek | 19

Nejlepší příslušenství k počítači. Tipy na osvědčené klávesnice, tiskárny, routery…

Nejlepší příslušenství k počítači. Tipy na osvědčené klávesnice, tiskárny, routery…

** Tipy na klávesnice, myši, routery, tiskárny, sluchátka a další věci k počítačům ** Poradíme, s jakými produkty neuděláte chybu ** Vybíráme jak příslušenství na běžnou práci, tak na hraní her

David Polesný | 20

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

** K odposlechu mozků používáme EEG ** To má ale žalostné informační rozlišení ** Rusům pomohla počítačová neuronová síť

Jakub Čížek | 29

Pojďme programovat elektroniku: Rádiový čip, který má skoro každá bezdrátová myš

Pojďme programovat elektroniku: Rádiový čip, který má skoro každá bezdrátová myš

** Bezdrátové myši řídí čip od Nordic Semiconductors ** Jeho rádiové vysílače si před lety oblíbila i komunita kutilů ** Dnes si je vyzkoušíme v praxi

Jakub Čížek | 9