Das Kilogramm oder Kilogramm (SI-Symbol: Kg), auch bekannt als das Kilo, ist die Grundeinheit der Masse im Internationalen System von Einheiten und wird definiert als, gleich der Masse von International Prototype Kilogram (IPK) zu sein, das fast der Masse von einem Liter Wasser genau gleich ist. Das Lebendgewicht (oder internationales Pfund, das sowohl im Reichssystem als auch in den amerikanischen üblichen Einheiten verwendet ist, wird als genau definiert, 2.2046 Lebendgewicht-Pfunden ungefähr gleiches ein Kilogramm machend.

Im täglichen Gebrauch wird die Masse eines in Kilogrammen gegebenen Gegenstands häufig sein Gewicht genannt, das das Maß der Gravitationskraft — oder Last — von einem Gegenstand ist. In Kilogrammen gegebenes Gewicht ist technisch die nonSI Einheit des als die Kilogramm-Kraft bekannten Maßes. Die gleichwertige Einheit der Kraft im Lebendgewicht-System des Maßes ist die Pfund-Kraft. In strengen wissenschaftlichen Zusammenhängen werden Kräfte normalerweise mit dem SI-Einheitsnewton gemessen.

Das Kilogramm ist die einzige SI-Grundeinheit mit einem SI-Präfix als ein Teil seines Namens. Es ist auch die einzige SI-Einheit, die noch durch ein Kunsterzeugnis aber nicht eine grundsätzliche physikalische Eigenschaft direkt definiert wird, die in verschiedenen Laboratorien wieder hervorgebracht werden kann. Vier der sieben Grundeinheiten im SI-System werden hinsichtlich des Kilogramms definiert, so ist seine Stabilität wichtig.

Das Internationale Prototyp-Kilogramm wird in der Aufsicht des Internationalen Büros für Gewichte und Maßnahmen (BIPM) behalten, die es im Auftrag der Allgemeinen Konferenz für Gewichte und Maßnahmen (CGPM) halten. Nachdem, wie man gefunden hatte, sich das Internationale Prototyp-Kilogramm in der Masse mit der Zeit geändert hatte, hat das Internationale Komitee für Gewichte und Maßnahmen (CIPM) 2005 empfohlen, dass das Kilogramm in Bezug auf eine grundsätzliche Konstante der Natur wiederdefiniert wird. Auf seiner 2011-Sitzung hat die Allgemeine Konferenz für Gewichte und Maßnahmen (CGPM) im Prinzip zugegeben, dass das Kilogramm in Bezug auf den Planck unveränderlich wiederdefiniert werden sollte, aber eine Endentscheidung bis zu seiner folgenden Sitzung, vorgesehen für 2014 aufgeschoben hat.

Etymologie und Gebrauch

Die Wörter "Kilogramm" und "Kilogramm" werden beide aus dem französischen Wort aus "Kilogramm" abgeleitet, das selbst aus den griechischen Wörtern "" (chilioi) abgeleitet wurde, "Tausend" und "" (gramma) Bedeutung "eines kleinen Gewichts" bedeutend. Das Wort "Kilogramm" wurde ins französische Gesetz 1795 geschrieben, und die französische Rechtschreibung wurde im Vereinigten Königreich angenommen, als das Wort zum ersten Mal in Englisch 1797 mit dem sich schreibenden "Kilogramm" verwendet wurde, das in den Vereinigten Staaten wird annimmt. Im Vereinigten Königreich werden beide Rechtschreibungen mit "dem Kilogramm" verwendet, das bei weitem das allgemeinere geworden ist. Gesetz des Vereinigten Königreichs Regulierung der zu verwendenden Einheiten, wenn es durch das Gewicht oder Maß handelt, verhindert den Gebrauch keiner Rechtschreibung.

Im 19. Jahrhundert wurde das französische Wort "Kilo", eine Kürzung "des Kilogramms", in die englische Sprache importiert, wo es verwendet worden ist, um sowohl Kilogramm als auch Kilometer zu bedeuten. Während "Kilo" in vielen Generalist-Texten, zum Beispiel Der Wirtschaftswissenschaftler annehmbar ist, wird sein Gebrauch normalerweise unpassend in bestimmten Anwendungen einschließlich des wissenschaftlichen, technischen und gesetzlichen Schreibens betrachtet, wo Autoren ausschließlich an der SI-Nomenklatur kleben sollten." Als der USA-Kongress dem metrischen System eine rechtliche Stellung 1866 gegeben hat, hat es den Gebrauch des Wortes "Kilo" als eine Alternative zum Wort "Kilogramm" erlaubt, aber 1990 hat den Status des Wortes "Kilo" widerrufen.

1948 hat der CGPM den CIPM zu beauftragt, "Empfehlungen für ein einzelnes praktisches System von Einheiten des Maßes zu machen, das für die Adoption durch alle Länder passend ist, die an der Meter-Tagung kleben". Das hat zum Start 1960 des SI und der nachfolgenden Veröffentlichung der "SI-Broschüre" geführt, die festgestellt hat, dass "Es nicht erlaubt ist, Abkürzungen für Einheitssymbole oder Einheitsnamen zu verwenden...".

Natur der Masse

Das Kilogramm ist eine Einheit der Masse, deren Maß dem allgemeinen, täglichen Begriff dessen entspricht, wie "schwer" etwas ist. Physisch das Sprechen, Masse ist ein Trägheitseigentum; d. h. die Tendenz eines Gegenstands, an der unveränderlichen Geschwindigkeit, wenn nicht gehandelt, durch eine Außenkraft zu bleiben. Gemäß Herrn Isaac Newton - mit dem Jahr alte Gesetze der Bewegung und einer wichtigen Formel, die von seiner Arbeit, einem Gegenstand mit einer Masse gesprungen ist, wird sich M, eines Kilogramms, a, an einem Meter pro Sekunde pro Sekunde (über ein Zehntel die Beschleunigung wegen des Ernstes der Erde), wenn gehandelt, durch eine Kraft, F eines Newtons beschleunigen.

Während das Gewicht der Sache auf die Kraft des Ernstes abhängig ist, ist die Masse der Sache invariant. Entsprechend, für Astronauten im Mikroernst, ist keine Anstrengung erforderlich, Gegenstände vom Jagdhaus-Fußboden zu halten; sie sind "schwerelos". Jedoch, da Gegenstände im Mikroernst noch ihre Masse und Trägheit behalten, muss ein Astronaut zehnmal so viel Kraft ausüben, um einen 10-Kilogramm-Gegenstand an derselben Rate zu beschleunigen, wie ein 1-Kilogramm-Gegenstand.

Auf der Erde kann eine allgemeine Schaukelanlage die Beziehung der Kraft, Masse und Beschleunigung demonstrieren, ohne merkbar unter Einfluss des Gewichts (Kraft nach unten) zu sein. Wenn man hinter einem großen erwachsenen Sitzen stehen, das in einem Schwingen stationär ist, und ihm einen starken Stoß geben sollte, würde sich der Erwachsene relativ langsam beschleunigen und nur eine beschränkte Entfernung vorwärts vor dem Anfang schwingen, umgekehrt zu schwingen. Das Anwenden dass dieselbe Anstrengung, während vorangehend ein kleines Kind viel größere Beschleunigung erzeugen würde.

Geschichte

Frühe Definitionen

Am 7. April 1795 wurde das Gramm in Frankreich verfügt, um "dem absoluten Gewicht eines Volumens von Wasser gleich zu sein, das dem Würfel des hundertsten Teils des Meters bei der Temperatur des schmelzenden Eises gleich ist." Das Konzept, ein angegebenes Volumen von Wasser zu verwenden, um ein Einheitsmaß der Masse zu definieren, wurde zuerst vom englischen Philosophen John Wilkins 1668 vorgebracht.

Da Handel und Handel normalerweise mit Sachen verbunden sind, die bedeutsam massiver sind als ein Gramm, und da ein aus Wasser gemachter Massenstandard ungünstig und nicht stabil sein würde, hat die Regulierung des Handels die Fertigung einer praktischen Verwirklichung der wasserbasierten Definition der Masse nötig gemacht. Entsprechend wurde ein provisorischer Massenstandard als ein einzeln-teiliges, metallisches eintausendmal so massives Kunsterzeugnis gemacht wie das Gramm — das Kilogramm.

Zur gleichen Zeit wurde Arbeit beauftragt, die Masse eines Kubikdezimeters (ein Liter) Wasser genau zu bestimmen. Obwohl die verfügte Definition des Kilogramms Wasser an 0°C — seinem hoch stabilen Temperaturpunkt — der französische Chemiker Louis Lefèvre-Gineau und der italienische Naturforscher Giovanni Fabbroni angegeben hat, nachdem mehrere Jahre der Forschung beschlossen haben, den Standard 1799 zum stabilsten Dichte-Punkt von Wasser wiederzudefinieren: Die Temperatur, bei der Wasser maximale Dichte erreicht, die zurzeit als 4°C gemessen wurde.

Sie haben beschlossen, dass ein Kubikdezimeter Wasser an seiner maximalen Dichte 99.9265 % der Zielmasse des provisorischen Kilogramm-Standards gemacht vier Jahre früher gleich war. Dass dasselbe Jahr, 1799, ein Vollplatin-Kilogramm-Prototyp mit dem Ziel fabriziert wurde, dem es so nahe gleichkommen würde, wie für den Tag, die Masse eines Kubikdezimeters Wasser an 4°C wissenschaftlich ausführbar war. Der Prototyp wurde den Archiven der Republik im Juni und am 10. Dezember 1799 präsentiert, der Prototyp wurde als das Kilogramm formell bestätigt des Archives (Kilogramm der Archive) und das Kilogramm wurde definiert als, gleich seiner Masse zu sein. Dieser Standard hat seit den nächsten neunzig Jahren gestanden.

Internationales Prototyp-Kilogramm

Die Meter-Tagung wurde am 20. Mai 1875 unterzeichnet und hat das SI-System gegründet, das seit 1889 den Umfang des Kilogramms definiert hat, um der Masse des internationalen Prototyp-Kilogramms gleich zu sein, das häufig auf in der Berufsmetrologie-Welt als der "IPK" verwiesen ist. Der IPK wird aus einer Platin-Legierung bekannt als "Pt10Ir" gemacht, der 90-%-Platin und 10-%-Iridium (durch die Masse) ist und in einen richtig-kreisförmigen Zylinder (Höhe = Diameter) 39.17 Millimeter maschinell hergestellt wird, um seine Fläche zu minimieren. Die Hinzufügung des 10-%-Iridiums hat das Vollplatin-Kilogramm der Archive durch die große Erhöhung der Härte übertroffen, während sie noch viele Vorteile von Platin behalten hat: äußerster Widerstand gegen die Oxydation, äußerst hohe Speicherdichte (mehr als zweimal so dicht wie Leitung und mehr als 21mal so dicht wie Wasser), befriedigendes elektrisches und thermisches Leitvermögen und niedrige magnetische Empfänglichkeit. Der IPK und seine sechs Schwester-Kopien werden am Internationalen Büro von Gewichten und Maßnahmen (bekannt durch seine Initialen der Französischen Sprache BIPM) in einem umweltsmäßig kontrollierten Safe im niedrigeren Gewölbe versorgt, das im Keller des Pavillon de Breteuil des BIPM in Sèvres auf dem Stadtrand Paris gelegen ist (sieh Außenimages, unten, für Fotographien). Drei unabhängig kontrollierte Schlüssel sind erforderlich, das Gewölbe zu öffnen. Offizielle Kopien des IPK wurden zu anderen Nationen bereitgestellt, um als ihre nationalen Standards zu dienen. Diese sind im Vergleich zum IPK grob alle 50 Jahre.

Der IPK ist einer von drei 1879 gemachten Zylindern. 1883, wie man fand, war seine Masse von diesem des Kilogramms der Archive nicht zu unterscheidend hat vierundachtzig Jahre vorherig gemacht, und wurde als das Kilogramm durch den 1. CGPM 1889 formell bestätigt.

Moderne Maße des Wiener Standards Bedeuten Ozeanwasser, das reines destilliertes Wasser mit einem isotopic Zusammensetzungsvertreter des Durchschnitts der Ozeane in der Welt ist, zeigen Sie, dass es eine Dichte an seinem Punkt der maximalen Dichte (3.984 °C) unter einer Normatmosphäre (760 torr) vom Druck hat. So ist ein Kubikdezimeter Wasser an seinem Punkt der maximalen Dichte nur 25 Teile pro Million weniger massiv als der IPK; das heißt, zeigt der 25-Milligramm-Unterschied, dass die Wissenschaftler darüber vor einigen Jahren geschafft haben, die Masse des Kilogramms der Archive gleich dieser eines Kubikdezimeters Wasser an 4 °C zu innerhalb der Masse eines einzelnen Überkornes von Reis zu machen.

Stabilität des internationalen Prototyp-Kilogramms

Definitionsgemäß ist der Fehler im gemessenen Wert der Masse des IPK genau Null-; der IPK ist das Kilogramm. Jedoch können irgendwelche Änderungen in der Masse des IPK mit der Zeit durch das Vergleichen seiner Masse mit dieser seiner offiziellen Kopien versorgt weltweit, ein Prozess genannt "periodische Überprüfung" abgeleitet werden. Zum Beispiel bekennen sich die Vereinigten Staaten vier 10%iridium (Pt10Ir) Kilogramm-Standards, von denen zwei, K4 und K20, von der ursprünglichen Gruppe von 40 1884 gelieferten Repliken sind. Der K20 Prototyp wurde als der primäre nationale Standard der Masse für die Vereinigten Staaten benannt. Beide von diesen, sowie denjenigen von anderen Nationen, werden in den BIPM für die Überprüfung regelmäßig zurückgegeben.

Bemerken Sie, dass keine der Repliken eine diesem der IPK genau gleiche Masse hat; ihre Massen werden kalibriert und als Ausgleich-Werte dokumentiert. Zum Beispiel hatte K20, Vereinigten Staaten 's primärer Standard, ursprünglich eine offizielle Masse von Mikrogrammen (μg) 1889; das heißt, war K20 39µg weniger als der IPK. Eine 1948 durchgeführte Überprüfung hat gezeigt, dass eine Masse Der letzten 1999 durchgeführten Überprüfung eine zu seinem ursprünglichen 1889-Wert genau identische Masse zeigt. Ganz verschieden von vergänglichen Schwankungen wie das überprüfen Vereinigten Staaten 's, dass sich Standard, K4, in der Masse hinsichtlich des IPK — und aus einem identifizierbaren Grund beharrlich geneigt hat. Überprüfen Sie, dass Standards viel öfter verwendet werden als primäre Standards und für Kratzer und anderes Tragen anfällig sind. K4 wurde mit einer offiziellen Masse 1889 ursprünglich geliefert, aber bezüglich 1989 wurde daran offiziell kalibriert und war zehn Jahre später Über eine Zeitdauer von 110 Jahren, K4 verloren 41µg hinsichtlich des IPK.

Außer dem einfachen Tragen, die überprüfen, können Standards erfahren, die Masse sogar der sorgfältig versorgten nationalen Prototypen kann hinsichtlich des IPK für eine Vielfalt von Gründen, einige bekannt und einige unbekannt treiben. Da der IPK und seine Repliken in Luft versorgt werden (obgleich unter zwei oder mehr verschachtelten Glasglocken), gewinnen sie Masse durch die Adsorption der atmosphärischen Verunreinigung auf ihre Oberflächen. Entsprechend werden sie in einem Prozess der BIPM gereinigt, der zwischen 1939 und 1946 entwickelt ist, der als "der BIPM Reinigung der Methode" bekannt ist, die leicht Reibung mit dem eingesaugten gleichen Teil-Äther eines Sämischleders und Vinylalkohol umfasst, der von der Dampfreinigung mit bi-distilled Wasser und dem Erlauben die Prototypen gefolgt ist, sich seit den Tagen vor der Überprüfung niederzulassen. Reinigung der Prototypen zieht zwischen 5 um, und 60µg der Verunreinigung, die größtenteils von der Zeit abhängt, hat seit der letzten Reinigung vergangen. Weiter kann eine zweite Reinigung bis zu 10µg mehr umziehen. Nach der Reinigung — selbst wenn sie unter ihren Glasglocken versorgt werden — beginnen der IPK und seine Repliken sofort, Masse wieder zu gewinnen. Der BIPM hat sogar ein Modell dieses Gewinns entwickelt und hat beschlossen, dass es 1.11µg pro Monat seit den ersten 3 Monaten nach der Reinigung im Durchschnitt betragen hat und dann zu einem Durchschnitt ungefähr 1µg pro Jahr danach abgenommen hat. Da Kontrolle-Standards wie K4 für alltägliche Kalibrierungen anderer Massenstandards — eine Vorsichtsmaßnahme nicht gereinigt werden, um das Potenzial für das Tragen zu minimieren und Schaden behandelnd —, ist das Modell des BIPM des zeitabhängigen Massengewinns als "nach der Reinigung" des Korrektur-Faktors verwendet worden.

Weil die ersten vierzig offiziellen Kopien aus derselben Legierung wie der IPK gemacht werden und unter ähnlichen Bedingungen, periodische Überprüfungen mit einer Vielzahl von Repliken — besonders versorgt werden, können die nationalen primären Standards, die selten verwendet werden — die Stabilität des IPK überzeugend demonstrieren. Was klar geworden ist, nachdem die dritte periodische Überprüfung zwischen 1988 geleistet hat und 1992 ist, dass Massen des kompletten Weltensembles von Prototypen von einander langsam aber unerbittlich abgewichen sind. Es ist auch klar, dass die Masse des IPK verloren vielleicht 50µg im Laufe des letzten Jahrhunderts, und vielleicht bedeutsam mehr, im Vergleich mit seinem Beamten kopiert. Der Grund für diesen Antrieb hat sich Physikern entzogen, die ihre Karrieren der SI-Einheit der Masse gewidmet haben. Kein plausibler Mechanismus ist vorgeschlagen worden, um entweder eine unveränderliche Abnahme in der Masse des IPK oder eine Zunahme in dieser seiner Repliken verstreut weltweit zu erklären. Diese Verhältnisnatur der Änderungen unter den Kilogramm-Prototypen in der Welt ist häufig misreported in der populären Presse und sogar einigen bemerkenswerten wissenschaftlichen Zeitschriften, die häufig feststellen, dass die IPK einfach "verloren 50µg" und die sehr wichtige Verwahrung "im Vergleich mit seinen offiziellen Kopien" weglassen. Außerdem gibt es keine Technisch-Mittel, die verfügbar sind, um zu bestimmen, ob das komplette Weltensemble von Prototypen unter noch größeren langfristigen Tendenzen aufwärts oder abwärts leidet, weil ihre Masse "hinsichtlich eines invariant der Natur an einem Niveau unten 1000µg über eine Zeitdauer von 100 oder sogar 50 Jahre unbekannt ist". In Anbetracht des Mangels an sich identifizierenden Daten, welcher von den Kilogramm-Prototypen in der Welt in absoluten Ausdrücken am stabilsten gewesen ist, ist es ebenso so gültig, um festzustellen, dass die erste Gruppe von Repliken, wie eine Gruppe, einen Durchschnitt ungefähr 25µg mehr als hundert Jahre im Vergleich mit dem IPK gewonnen hat.

Was spezifisch über den IPK bekannt ist, ist, dass er eine Kurzzeitinstabilität ungefähr 30µg über eine Zeitdauer von ungefähr einem Monat in seinem danach - gereinigte Masse ausstellt. Der genaue Grund für diese Kurzzeitinstabilität wird nicht verstanden, aber wird gedacht, Oberflächeneffekten zur Folge zu haben: Mikroskopische Unterschiede zwischen den polierten Oberflächen der Prototypen, die vielleicht durch die Wasserstoffabsorption wegen der Katalyse der flüchtigen organischen Zusammensetzungen erschwert sind, die sich langsam auf die Prototypen sowie die Kohlenwasserstoff-basierten Lösungsmittel ablagern, haben gepflegt, sie zu reinigen.

Es ist möglich gewesen, viele Erklärungen der beobachteten Abschweifungen in den Massen der Prototypen in der Welt auszuschließen, die von Wissenschaftlern und der breiten Öffentlichkeit vorgeschlagen sind. Die häufig gestellten Fragen des BIPM erklären zum Beispiel, dass die Abschweifung von der Zeitdauer abhängig ist, hat zwischen Maßen und nicht abhängig von der Zahl von Zeiten vergangen die Kunsterzeugnisse sind gereinigt worden oder mögliche Änderungen im Ernst oder der Umgebung.

Wissenschaftler sehen viel größere Veränderlichkeit in den Prototypen als vorher geglaubt. Die zunehmende Abschweifung in den Massen der Prototypen in der Welt und der Kurzzeitinstabilität im IPK hat Forschung in verbesserte Methoden veranlasst vorzuherrschen ein glatter Oberflächenschluss mit dem Diamantanmachen hat kürzlich Repliken verfertigt und hat die Suche nach einer neuen Definition des Kilogramms verstärkt. Sieh Vorgeschlagene zukünftige Definitionen unten.

Wichtigkeit des Kilogramms

Die Stabilität des IPK ist entscheidend, weil das Kilogramm viel vom SI-System des Maßes unterstützt, weil es zurzeit definiert und strukturiert wird. Zum Beispiel wird das Newton als die Kraft definiert, die notwendig ist, um ein Kilogramm an pro Sekunde quadratisch gemachtem einem Meter zu beschleunigen. Wenn sich die Masse des IPK ein bisschen ändern sollte, so auch muss das Newton durch einen proportionalen Grad. Der Reihe nach wird das Pascal, die SI-Einheit des Drucks, in Bezug auf das Newton definiert. Diese Kette der Abhängigkeit folgt zu vielen anderen SI-Einheiten des Maßes. Zum Beispiel wird das Joule, die SI-Einheit der Energie, als das ausgegeben wenn eine Kraft von Ein-Newton-Taten durch einen Meter definiert. Daneben betroffen werden ist die SI-Einheit der Macht, des Watts, das ein Joule pro Sekunde ist. Das Ampere wird auch hinsichtlich des Newtons, und schließlich, das Kilogramm definiert. Mit dem Umfang der primären Einheiten der durch das Kilogramm so bestimmten Elektrizität, folgen Sie so auch vielen anderen; nämlich, die Ampere-Sekunde, das Volt, tesla, und weber. Sogar im Maß des Lichtes verwendete Einheiten würden betroffen; die candela — im Anschluss an die Änderung im betreffen der Reihe nach das Lumen andlux.

Weil der Umfang von vielen der Einheiten, die das SI-System des Maßes umfassen, durch die Masse - mit dem Jahr altes, golfball-großes Stück von Metall schließlich definiert wird, muss die Qualität des IPK fleißig geschützt werden, um die Integrität des SI-Systems zu bewahren. Und doch, trotz des besten Verwalteramtes, sind die durchschnittliche Masse des Weltensembles von Prototypen und die Masse des IPK wahrscheinlich ein anderer µg seit der dritten periodischen Überprüfung vor einigen Jahren abgewichen. Weiter müssen die nationalen Metrologie-Laboratorien in der Welt auf die vierte periodische Überprüfung warten, um ob der historische trendspersisted zu bestätigen.

Glücklich sind Definitionen der SI-Einheiten von ihren praktischen Verwirklichungen ziemlich verschieden. Zum Beispiel wird der Meter als das Entfernungslicht-Reisen in einem Vakuum während eines Zeitabstands einer Sekunde definiert. Jedoch nimmt die praktische Verwirklichung des Meters normalerweise die Form eines mit dem Heliumneonlasers an, und die Länge des Meters wird — nicht definiert — als Wellenlängen des Lichtes von diesem Laser skizziert. Nehmen Sie jetzt an, dass, wie man fand, das offizielle Maß des zweiten durch einige Teile pro Milliarde getrieben hatte (es ist mit einer Reproduzierbarkeit von einigen Teilen in 10 wirklich äußerst stabil). Es würde keine automatische Wirkung auf den Meter geben, weil das zweite — und so die Länge des Meters — über den Laser abstrahiert werden, der die praktische Verwirklichung des Meters umfasst. Wissenschaftler, die Meter-Kalibrierungen durchführen, würden einfach fortsetzen, dieselbe Zahl von Laserwellenlängen auszumessen, bis eine Vereinbarung getroffen wurde, um sonst zu tun. Dasselbe ist hinsichtlich der wirklichen Abhängigkeit vom Kilogramm wahr: Wenn, wie man fände, sich die Masse des IPK ein bisschen geändert hatte, würde es keine automatische Wirkung auf die anderen Einheiten des Maßes geben, weil ihre praktischen Verwirklichungen eine Isolieren-Schicht der Abstraktion zur Verfügung stellen. Jede Diskrepanz würde schließlich obwohl beigelegt werden müssen, weil der Vorteil des SI-Systems seine genaue mathematische und logische Harmonie unter seinen Einheiten ist. Wenn, wie man endgültig bewiese, sich der Wert des IPK geändert hatte, würde eine Lösung sein, einfach das Kilogramm wiederzudefinieren, als, gleich der Masse des IPK plus ein Ausgleich-Wert, ähnlich dazu zu sein, was zurzeit mit seinen Repliken getan wird; z.B "ist das Kilogramm der Masse (gleichwertig zu 42µg) gleich.

Die langfristige Lösung dieses Problems ist jedoch, die SI-Systemabhängigkeit vom IPK durch das Entwickeln einer praktischen Verwirklichung des Kilogramms zu befreien, das in verschiedenen Laboratorien durch den folgenden eine schriftliche Spezifizierung wieder hervorgebracht werden kann. Die Einheiten des Maßes in solch einer praktischen Verwirklichung würden ihre Umfänge genau definieren lassen und haben in Bezug auf grundsätzliche physische Konstanten ausgedrückt. Während Hauptteile des SI-Systems noch auf dem Kilogramm basieren würden, würde das Kilogramm der Reihe nach auf invariant, universalen Konstanten der Natur basieren. Während das ein lohnendes Ziel ist und viel Arbeit zu diesem Ende andauernd ist, hat keine Alternative noch die Unklarheit von 20 Teilen pro Milliarde (~20µg) erreicht, der erforderlich ist, den IPK zu übertreffen. Jedoch, hatte Vereinigten Staaten 's Nationales Institut für Standards und Technologie (NIST) eine Durchführung des Watt-Gleichgewichtes, das sich dieser Absicht, mit einer demonstrierten Unklarheit 36µg näherte. Sieh Wattbalance unten.

Das Lebendgewicht-Pfund, das sowohl im Reichssystem als auch in den amerikanischen üblichen Einheiten verwendet ist, wird als genau, definiert

das Bilden von 2.2046 Lebendgewicht-Pfunden ungefähr gleichem einem Kilogramm. Obwohl sowohl das Lebendgewicht (oder internationales Pfund als auch das Kilogramm sind Einheiten der Masse und haben Einheit der Kraft die Pfund-Kraft, die Kilogramm-Kraft verbunden, selten verwendet wird.

Vorgeschlagene zukünftige Definitionen

: In den folgenden Abteilungen, wo auch immer numerische Gleichheiten in der 'kurzen Form' — solchem als gezeigt werden — zeigen die zwei Ziffern zwischen den Parenthesen die Unklarheit an 1σ Standardabweichung (68-%-Vertrauensniveau) in zwei kleinste positive Ziffern des significand an. Ein Finale X in einer vorgeschlagenen Definition zeigt Ziffern noch an, um vereinbart zu werden.

Bezüglich 2011 war das Kilogramm die einzige durch ein Kunsterzeugnis noch definierte SI-Einheit. 1960 wurde der Meter, der auch definiert als ein Kunsterzeugnis (eine einzelne Bar des Platin-Iridiums mit zwei Zeichen darauf) gewesen ist, in Bezug auf invariant, grundsätzliche physische Konstanten wiederdefiniert (die Wellenlänge des Lichtes, das durch das Krypton, und später die Geschwindigkeit des Lichtes ausgestrahlt ist), so dass der Standard in verschiedenen Laboratorien durch den folgenden eine schriftliche Spezifizierung wieder hervorgebracht werden kann. Auf der 94. Sitzung des Internationalen Komitees für Gewichte und Maßnahmen (2005) wurde es empfohlen, dass dasselbe mit dem Kilogramm getan wird.

Im Oktober 2010 hat das Internationale Komitee für Gewichte und Maßnahmen (bekannt durch seine Initialen der Französischen Sprache CIPM) gestimmt, um eine Entschlossenheit für die Rücksicht auf der Allgemeinen Konferenz für Gewichte und Maßnahmen (CGPM) vorzulegen, eine Absicht" dass das Kilogramm "zur Kenntnis zu nehmen, in Bezug auf den Planck unveränderlich, h definiert werden. Diese Entschlossenheit wurde durch die 24. Konferenz des CGPM im Oktober 2011 akzeptiert, und außerdem wurde das Datum der 25. Konferenz von 2015 bis 2014 vorangekommen. Solch eine Definition würde jeden Apparat theoretisch erlauben, der dazu fähig war, das Kilogramm in Bezug auf den Planck zu skizzieren, der unveränderlich ist, um verwendet zu werden, so lange es genügend Präzision, Genauigkeit und Stabilität besessen hat. Das Watt-Gleichgewicht (besprochen unten) kann im Stande sein, das zu tun.

Im Bekommen zur Schwelle, das letzte Kunsterzeugnis zu ersetzen, das viel vom Internationalen System von Einheiten (SI) unterstützt, wurde eine Vielfalt anderer sehr verschiedener Technologien und Annäherungen betrachtet und im Laufe vieler Jahre erforscht. Sie werden auch unten bedeckt. Einige dieser jetzt aufgegebenen Annäherungen haben auf der Ausrüstung und den Verfahren basiert, die die reproduzierbare Produktion von neuen mit dem Kilogrammmassenprototypen auf Verlangen (obgleich mit der außergewöhnlichen Anstrengung) das Verwenden von Maß-Techniken und materiellen Eigenschaften ermöglicht hätten, die schließlich auf, oder nachweisbar auf, grundsätzliche Konstanten basieren. Andere haben auf Geräten basiert, die entweder die Beschleunigung oder das Gewicht von handabgestimmten, Kilogramm-Testmassen gemessen haben, und die ihre Umfänge in elektrischen Begriffen über spezielle Bestandteile ausgedrückt haben, die Rückverfolgbarkeit zu grundsätzlichen Konstanten erlauben. Alle Annäherungen hängen davon ab, ein Gewicht-Maß zu einer Masse umzuwandeln, und verlangen deshalb das genaue Maß der Kraft des Ernstes in Laboratorien. Alle Annäherungen hätten eine oder mehr Konstanten der Natur an einem definierten Wert genau befestigt.

Das Watt-Gleichgewicht

Das Watt-Gleichgewicht ist im Wesentlichen eine Wiegen-Skala der einzelnen Pfanne, die misst, die elektrische Macht, die notwendig ist, um dem Gewicht eines Kilogramms entgegenzusetzen, prüfen Masse, weil es durch den Ernst der Erde gezogen wird. Es ist eine Schwankung eines Ampere-Gleichgewichtes, in dem es einen Extrakalibrierungsschritt dass Null die Wirkung der Geometrie verwendet. Das elektrische Potenzial im Watt-Gleichgewicht wird durch einen Stromspannungsstandard von Josephson skizziert, der Stromspannung erlaubt, mit einer invariant Konstante der Natur mit der äußerst hohen Präzision und Stabilität verbunden zu werden. Sein Stromkreis-Widerstand wird gegen einen Quant-Saal-Widerstand-Standard kalibriert.

Das Watt-Gleichgewicht verlangt exquisit genaues Maß der lokalen Gravitationsbeschleunigung g im Laboratorium mit einem gravimeter. (Sieh "FG5 absoluter gravimeter" in Außenimages, unten). Zum Beispiel ersetzt der NIST den Ernst-Anstieg der Erde 309µGal pro Meter, wenn sich die Erhebung des Zentrums des gravimeter von dieser der nahe gelegenen Testmasse im Watt-Gleichgewicht unterscheidet; eine Änderung im Gewicht einer Ein-Kilogramm-Testmasse, die zu ungefähr 316µg/m entspricht.

Im April 2007 hat die Durchführung des NIST des Watt-Gleichgewichtes eine vereinigte Verhältnisstandardunklarheit (CRSU) 36µg und eine Kurzzeitentschlossenheit von µg demonstriert. Vereinigten Königreichs Watt-Gleichgewicht des Nationalen Physischen Laboratoriums hat einen CRSU 70.3µg 2007 demonstriert. Dieses Watt-Gleichgewicht wurde auseinander genommen und hat sich 2009 zu Kanadas Institut für Nationale Maß-Standards eingeschifft (ein Teil des Nationalen Forschungsrats), wo Forschung und Entwicklung mit dem Gerät weitergehen konnten.

Wenn der CGPM den neuen Vorschlag annimmt und die neue Definition des Kilogramms ein Teil des SI wird, würde der Planck unveränderlich (h), der ein Maß ist, das die Energie von Fotonen zu ihrer Frequenz verbindet, genau bestochen (der zurzeit akzeptierte Wert dessen hat eine Unklarheit plus oder minus 29 Zählungen in seinen letzten zwei Ziffern). Einmal vereinbart international würde das Kilogramm als die Masse des IPK nicht mehr definiert. Alle restlichen Einheiten im Internationalen System von Einheiten (das SI), die heute Abhängigkeiten auf das Kilogramm und das Joule haben, würden auch im Platz, ihre Umfänge schließlich definiert, teilweise, in Bezug auf Foton-Schwingungen aber nicht den IPK fallen.

Ernst und die Natur des Watt-Gleichgewichtes, das Testmassen oben und unten gegen die lokale Gravitationsbeschleunigung g in Schwingungen versetzt, werden ausgenutzt, so dass mechanische Macht gegen die elektrische Leistung verglichen wird, die das Quadrat der durch den elektrischen Widerstand geteilten Stromspannung ist. Jedoch ändert sich g bedeutsam — fast ein Prozent — abhängig davon, wo auf der Oberfläche der Erde das Maß gemacht wird (sieh Erde gravity&thinsp) . Es gibt auch feine Saisonschwankungen im g wegen Änderungen in unterirdischen Wasserabflussleisten und größerer halbmonatlicher und täglicher Änderungen wegen Gezeitenverzerrungen in der durch den Mond verursachten Gestalt der Erde. Obwohl g kein Begriff in der Definition des Kilogramms sein würde, würde es in der Zeichnung des Kilogramms entscheidend sein, wenn man Energie verbindet zu rasen. Entsprechend muss g mit mindestens so viel Präzision und Genauigkeit gemessen werden, wie die anderen Begriffe sind, so müssen Maße von g auch auf grundsätzliche Konstanten der Natur nachweisbar sein. Für die genauste Arbeit in der Massenmetrologie wird g mit absoluten mit dem Fallenmassengravimeters gemessen, die einen Jod-stabilisierten mit dem Heliumneonlaser interferometer enthalten. Das Franse-Signal, die Frequenzkehren-Produktion vom interferometer wird mit einem Rubidium Atomuhr gemessen. Seit diesem Typ der Fallen-Masse leitet gravimeter seine Genauigkeit und Stabilität von der Beständigkeit der Geschwindigkeit des Lichtes sowie der angeborenen Eigenschaften von Helium, Neon und Rubidium-Atomen ab, der 'Ernst'-Begriff in der Zeichnung eines vollelektronischen Kilogramms wird auch in Bezug auf invariants der Natur — und mit der sehr hohen Präzision gemessen. Zum Beispiel, im Keller der Gaithersburg Möglichkeit des NIST 2009, wenn man den Ernst misst, der nach Pt10Ir handelt, prüfen Massen (die dichter, kleiner sind, und ein ein bisschen niedrigeres Zentrum des Ernstes innerhalb des Watt-Gleichgewichtes haben als Massen des rostfreien Stahls), war der gemessene Wert normalerweise innerhalb von 8 ppb dessen.

Der Vorteil von elektronischen Verwirklichungen wie das Watt-Gleichgewicht besteht darin, dass die Definition und Verbreitung des Kilogramms auf die Stabilität von Kilogramm-Prototypen nicht mehr abhängig sein würden, die sehr sorgfältig behandelt und versorgt werden müssen. Es würde Physiker vom Bedürfnis befreien, sich auf Annahmen über die Stabilität jener Prototypen zu verlassen. Statt dessen handabgestimmt würden Massenstandards der Ende-Annäherung einfach gewogen und als gleich seiend einem Kilogramm plus ein Ausgleich-Wert dokumentiert. Mit dem Watt-Gleichgewicht, während das Kilogramm im elektrischen und den Ernst-Begriffen skizziert würde, von denen alle auf invariants der Natur nachweisbar sind; es würde gewissermaßen definiert, der auf gerade drei grundsätzliche Konstanten der Natur direkt nachweisbar ist. Der unveränderliche Planck definiert das Kilogramm in Bezug auf das zweite und den Meter. Durch das Befestigen vom unveränderlichen Planck würde die Definition des Kilogramms nur von den Definitionen des zweiten und des Meters abhängen. Die Definition des zweiten hängt von einer einzelnen definierten physischen Konstante ab: der Boden-Staat hyperfeine zerreißende Frequenz des Cäsiums 133 Atom Δν (Cs). Der Meter hängt vom zweiten und von einer zusätzlichen definierten physischen Konstante ab: die Geschwindigkeit des Lichtes c. Wenn das Kilogramm auf diese Weise, Massenkunsterzeugnisse wiederdefiniert wird — würden physische Gegenstände, die in einem Watt-Gleichgewicht einschließlich des IPK kalibriert sind — ein Teil der Definition nicht mehr sein, aber würden stattdessen Übertragungsstandards werden.

Skalen wie das Watt-Gleichgewicht erlauben auch mehr Flexibilität in der Auswahl von Materialien mit besonders wünschenswerten Eigenschaften für Massenstandards. Zum Beispiel konnte Pt10Ir fortsetzen, verwendet zu werden, so dass das spezifische Gewicht kürzlich erzeugter Massenstandards dasselbe als vorhandene nationale Vorwahl und Kontrolle-Standards (21.55g/ml) sein würde. Das würde die Verhältnisunklarheit reduzieren, wenn es Massenvergleiche in Luft macht. Wechselweise konnten völlig verschiedene Materialien und Aufbauten mit dem Ziel erforscht werden, Massenstandards mit der größeren Stabilität zu erzeugen. Zum Beispiel konnte Legierung des Osmium-Iridiums untersucht werden, wenn sich die Neigung von Platin, Wasserstoff (wegen der Katalyse von VOCs und Kohlenwasserstoff-basierten Reinigungslösungsmitteln) und atmosphärisches Quecksilber zu absorbieren, erwiesen hat, Quellen der Instabilität zu sein. Außerdem konnten Dampf-abgelegte, keramische Schutzüberzüge wie Nitride für ihre Eignung untersucht werden, um diese neue Legierung zu isolieren.

Die Herausforderung mit Watt-Gleichgewichten ist nicht nur im Reduzieren ihrer Unklarheit, sondern auch im Bilden von ihnen aufrichtig praktische Verwirklichungen des Kilogramms. Fast jeder Aspekt von Watt-Gleichgewichten und ihrer Unterstützungsausrüstung verlangt solche außerordentlich genaue und genaue, modernste Technologie, dass — verschieden von einem Gerät wie eine Atomuhr — wenige Länder zurzeit beschließen würden, ihre Operation finanziell zu unterstützen. Zum Beispiel hat das Watt-Gleichgewicht des NIST vier Widerstand-Standards 2007 verwendet, von denen jeder durch das Watt-Gleichgewicht rotieren gelassen wurde, alle zwei bis sechs Wochen in einem verschiedenen Teil der NIST Hauptquartier-Möglichkeit in Gaithersburg, Maryland kalibriert. Es wurde gefunden, dass, einfach die Widerstand-Standards unten bewegend, der Saal zum Watt-Gleichgewicht nach der Kalibrierung ihre Werte 10ppb (gleichwertig zu 10µg) oder mehr verändert hat. Heutige Technologie ist ungenügend, um stabile Operation von Watt-Gleichgewichten zwischen sogar halbjährlichen Kalibrierungen zu erlauben. Wenn das Kilogramm in Bezug auf den unveränderlichen Planck definiert wird, ist es wahrscheinlich, dass es nur einige — höchstens — Watt-Gleichgewichte geben wird, die am Anfang in der Welt funktionieren.

Alternative nähert sich dem Wiederdefinieren des Kilogramms, die vom Watt-Gleichgewicht im Wesentlichen verschieden waren, wurden zu unterschiedlichen Graden mit einigen verlassen wie folgt erforscht:

Atom aufzählende Annäherungen

Kohlenstoff 12

Obwohl, eine praktische Verwirklichung nicht anbietend, würde diese Definition den Umfang des Kilogramms in Bezug auf eine bestimmte Anzahl von carbon12 Atomen genau definieren. Carbon12 (C) ist ein Isotop von Kohlenstoff. Der Maulwurf wird zurzeit als "die Menge von Entitäten (elementare Partikeln wie Atome oder Moleküle) gleich der Zahl von Atomen in 12 Grammen von carbon12 definiert." So verlangt die aktuelle Definition des Maulwurfs, dass (83⅓) Maulwürfe von C eine Masse von genau einem Kilogramm haben. Die Zahl von Atomen in einem Maulwurf, eine Menge bekannt als unveränderlicher Avogadro, wird experimentell bestimmt, und die aktuelle beste Schätzung seines Werts ist Diese neue Definition des Kilogramms hat vorgehabt, Avogadro zu bestechen, der an genau mit dem Kilogramm unveränderlich ist, das als "die Masse wird definiert, die diesem von Atomen von C." gleich

ist

Die Genauigkeit des gemessenen Werts von unveränderlichem Avogadro wird zurzeit durch die Unklarheit im Wert vom Planck unveränderlich — ein Maß beschränkt, das die Energie von Fotonen zu ihrer Frequenz verbindet. Diese Verhältnisstandardunklarheit ist 50parts pro Milliarde (ppb) seit 2006 gewesen. Durch das Befestigen von unveränderlichem Avogadro würde die praktische Wirkung dieses Vorschlags darin bestehen, dass die Unklarheit in der Masse eines C Atoms — und des Umfangs des Kilogramms — nicht besser sein konnte als der Strom 50ppb Unklarheit im unveränderlichen Planck. Laut dieses Vorschlags würde der Umfang des Kilogramms der zukünftigen Verbesserung unterworfen sein, weil verbesserte Maße des Werts vom unveränderlichen Planck verfügbar werden; elektronische Verwirklichungen des Kilogramms, würden wie erforderlich, wiederkalibriert. Umgekehrt würde eine elektronische Definition des Kilogramms (sieh Elektronische Annäherungen, unten), der den unveränderlichen Planck genau bestechen würde, fortsetzen, 83⅓ Maulwürfen von C zu erlauben, eine Masse von genau einem Kilogramm zu haben, aber die Zahl von Atomen, die einen Maulwurf (Avogadro unveränderlich) umfassen, würde fortsetzen, der zukünftigen Verbesserung unterworfen zu sein.

Eine Schwankung auf einer C-basierten Definition hat vor, Avogadro unveränderlich als seiend genau 84,446,889 () Atome zu definieren. Eine imaginäre Verwirklichung eines 12-Gramm-Massenprototyps würde ein Würfel von C Atomen sein, die genau 84,446,889 Atome über auf einer Seite messen. Mit diesem Vorschlag würde das Kilogramm als "die Masse definiert, die 84,446,889× 83⅓ Atome von C." gleich

ist

Projekt von Avogadro

Eine andere Avogadro unveränderliche Annäherung, die als das Projekt von Avogadro bekannt ist, würde definieren und das Kilogramm als eine Softball-Größe (93.6-Mm-Diameter) Bereich von Silikonatomen skizzieren. Silikon wurde gewählt, weil eine kommerzielle Infrastruktur mit reifen Prozessen, um ultrareines monokristallenes Silikon ohne Defekt zu schaffen, bereits besteht, um die Halbleiter-Industrie zu bedienen. Um eine praktische Verwirklichung des Kilogramms zu machen, würde ein Silikon boule (ein einer Stange ähnlicher Einkristallbarren) erzeugt. Seine isotopic Zusammensetzung würde mit einem Massenspektrometer gemessen, um seine durchschnittliche Verhältnisatommasse zu bestimmen. Der boule, würde Boden geschnitten, und in Bereiche poliert. Die Größe eines ausgesuchten Bereichs würde mit optischem interferometry an einer Unklarheit ungefähr 0.3nm auf dem Radius — grob eine einzelne Atomschicht gemessen. Der genaue Gitter-Abstand zwischen den Atomen in seiner Kristallstruktur (192pm) würde mit einem Abtastungsröntgenstrahl interferometer gemessen. Das erlaubt seinem Atomabstand, mit einer Unklarheit von nur drei Teilen pro Milliarde bestimmt zu werden. Mit der Größe des Bereichs, seiner durchschnittlichen Atommasse und seines bekannten Atomabstands, kann das erforderliche Bereich-Diameter mit der genügend Präzision und niedrigen Unklarheit berechnet werden, um ihm zu ermöglichen, zu einer Zielmasse von einem Kilogramm Schluss-poliert zu werden.

Experimente werden auf den Silikonbereichen des Avogadro Projektes durchgeführt, um zu bestimmen, ob ihre Massen, wenn versorgt, in einem Vakuum, einem teilweisen Vakuum oder umgebendem Druck am stabilsten sind. Jedoch bestehen keine technischen Mittel zurzeit, um eine langfristige Stabilität etwas besser zu beweisen, als dieser des IPK'S, weil die empfindlichsten und genauen Maße der Masse mit Doppelpfanne-Gleichgewichten wie das FB2-Flexure-Streifen-Gleichgewicht des BIPM gemacht werden (sieh Links, unten). Gleichgewichte können nur die Masse eines Silikonbereichs zu dieser einer Bezugsmasse vergleichen. In Anbetracht des letzten Verstehens des Mangels an der langfristigen Massenstabilität mit dem IPK und seinen Repliken gibt es kein bekanntes, vollkommen stabiles Massenkunsterzeugnis, um sich dagegen zu vergleichen. Skalen der einzelnen Pfanne, die Gewicht hinsichtlich eines invariant der Natur messen, sind zur notwendigen langfristigen Unklarheit von Teilen pro Milliarde nicht genau. Ein anderes zu überwindendes Problem ist, dass Silikon oxidiert und eine dünne Schicht (gleichwertig zu Silikonatomen) vom Silikondioxyd (Quarz) und Silikonmonoxyd bildet. Diese Schicht vergrößert ein bisschen die Masse des Bereichs, eine Wirkung, die verantwortlich gewesen werden muss, wenn man den Bereich zu seiner beendeten Dimension poliert. Oxydation ist nicht ein Problem mit Platin und Iridium, von denen beide edle Metalle sind, die grob als cathodic als Sauerstoff sind und deshalb wenn nicht geschmeichelt, nicht oxidieren, um so im Laboratorium zu tun. Die Anwesenheit der dünnen Oxydschicht auf einem Silikonbereich-Massenprototyp legt zusätzliche Beschränkungen der Verfahren, die passend sein könnten, um es zu reinigen, um zu vermeiden, die Dicke der Schicht oder Oxydstöchiometrie zu ändern.

Alle silikonbasierten Annäherungen würden Avogadro unveränderlich bestechen, aber sich in den Details der Definition des Kilogramms ändern. Eine Annäherung würde Silikon mit der ganzen drei seiner natürlichen Isotop-Gegenwart verwenden. Ungefähr 7.78 % Silikon umfassen die zwei schwereren Isotope: Si und Si. Wie beschrieben, in Carbon12 oben würde diese Methode den Umfang des Kilogramms in Bezug auf eine bestimmte Anzahl von C Atomen durch das Befestigen von unveränderlichem Avogadro definieren; der Silikonbereich würde die praktische Verwirklichung sein. Diese Annäherung konnte den Umfang des Kilogramms genau skizzieren, weil die Massen vom drei Silikon nuclides hinsichtlich C mit der großen Präzision (Verhältnisunklarheiten 1ppb oder besser) bekannt sind. Eine alternative Methode, für ein Bereich-basiertes Silikonkilogramm zu schaffen, hat vor, isotopic Trennungstechniken zu verwenden, um das Silikon zu bereichern, bis es fast reiner Si ist, der eine Verhältnisatommasse dessen hat. Mit dieser Annäherung würde unveränderlicher Avogadro nicht nur bestochen, aber würde so auch die Atommasse von Si. Als solcher würde die Definition des Kilogramms decoupled von C sein, und das Kilogramm würde stattdessen als definiert · Atome von Si ( hat Maulwürfe von Atomen von Si bestochen). Physiker konnten sich dafür entscheiden, das Kilogramm in Bezug auf Si zu definieren, selbst wenn Kilogramm-Prototypen aus natürlichem Silikon (die ganze drei Isotop-Gegenwart) gemacht werden. Sogar mit einer auf theoretisch reinem Si gestützten Kilogramm-Definition hat ein Silikonbereich-Prototyp nur gemacht fast reiner Si würde ein bisschen von der definierten Zahl von Maulwürfen von Silikon notwendigerweise abgehen, um verschiedene chemische und isotopic Unreinheiten sowie die Wirkung von Oberflächenoxyden zu ersetzen.

Ion-Anhäufung

Eine andere mit Sitz in Avogadro Annäherung, Ion-Anhäufung, da aufgegeben, hätte definiert und das Kilogramm durch das genaue Schaffen neuer Metallprototypen auf Verlangen skizziert. Es hätte so durch das Ansammeln von Gold oder Wismut-Ionen (Atome getan, die eines Elektrons beraubt sind), und hat sie durch das Messen des elektrischen Stroms aufgezählt, der erforderlich ist, die Ionen für neutral zu erklären. Gold (Au) und Wismut (Bi) wurden gewählt, weil sie sicher behandelt werden und die zwei höchsten Atommassen unter den mononuclidic Elementen haben können, der (Wismut) effektiv nichtradioaktiv ist oder (Gold) vollkommen stabil ist. Siehe auch Tisch von nuclides.

Mit einer goldbasierten Definition des Kilogramms zum Beispiel könnte die Verhältnisatommasse von Gold als genau, vom aktuellen Wert dessen befestigt worden sein. Als mit einer auf carbon12 gestützten Definition würde unveränderlicher Avogadro auch bestochen worden sein. Das Kilogramm würde dann als "die Masse definiert worden sein, die diesem genau &middot gleich ist; Atome von Gold" (genau 3,057,443,620,887,933,963,384,315 Atome von Gold oder über feste Maulwürfe).

2003 haben deutsche Experimente mit Gold an einem Strom nur 10µA eine Verhältnisunklarheit von 1.5 % demonstriert. Wie man erwartete, haben später folgende Experimente mit Wismut-Ionen und einem Strom 30mA eine Masse 30g in sechs Tagen angesammelt und hatten eine Verhältnisunklarheit besser als 1 ppm. Schließlich, ionaccumulation Annäherungen hat sich erwiesen, unpassend zu sein. Maße haben Monate verlangt, und die Daten haben sich zu unregelmäßig für die Technik erwiesen, die als ein lebensfähiger zukünftiger Ersatz zum IPK zu betrachten ist.

Unter den vielen technischen Herausforderungen der Ion-Absetzung erhielt der Apparat einen genug hohen Ion-Strom (Massenabsetzungsrate), während er gleichzeitig die Ionen verlangsamt hat, so konnten sie sich alle auf eine in einer Gleichgewicht-Pfanne eingebettete Zielelektrode ablagern. Experimente mit Gold haben gezeigt, dass die Ionen zu sehr niedrigen Energien verlangsamt werden mussten zu vermeiden, Effekten — ein Phänomen zu stottern, wodurch Ionen, die bereits Abprallen von der Zielelektrode oder den sogar entfernten Atomen aufgezählt worden waren, die bereits abgelegt worden waren. Der abgelegte Massenbruchteil in den deutschen 2003-Experimenten hat sich nur sehr in der Nähe von 100 % an Ion-Energien weniger genähert als ringsherum 1eV (

Wenn das Kilogramm als eine genaue Menge von Gold definiert worden war oder Wismut-Atome, die mit einem elektrischen Strom abgelegt sind, nicht nur würde, müssen Avogadro unveränderlich und die Atommasse von Gold oder Wismut genau bestochen worden sein, sondern auch der Wert der elementaren Anklage (e, wahrscheinlich zu (vom zurzeit empfohlenen Wert). Das Tun hätte so das Ampere als ein Fluss von Elektronen pro Sekunde vorbei an einem festen Punkt in einem elektrischen Stromkreis effektiv definiert. Die SI-Einheit der Masse würde dadurch völlig definiert worden sein, die Werte von Avogadro unveränderliche und elementare Anklage, und durch die Ausnutzung der Tatsache genau befestigt zu haben, dass die Atommassen des Wismuts und der Goldatome invariant, universale Konstanten der Natur sind.

Außer der Langsamkeit, einen neuen Massenstandard und die schlechte Reproduzierbarkeit zu machen, gab es andere innere Mängel zur Ionaccumulation-Annäherung, die sich erwiesen hat, furchterregende Hindernisse für Ion-Anhäufungsbasierte Techniken zu sein, die eine praktische Verwirklichung werden. Der Apparat hat notwendigerweise verlangt, dass der Absetzungsraum ein integriertes Gleichgewicht-System hat, um die günstige Kalibrierung einer angemessenen Menge von Übertragungsstandards hinsichtlich jedes einzelnen inneren Ion-abgelegten Prototyps zu ermöglichen. Außerdem wären die durch Ion-Absetzungstechniken erzeugten Massenprototypen nichts wie die freistehenden Prototypen des Platin-Iridiums zurzeit im Gebrauch gewesen; sie würden auf abgelegt worden sein — und ein Teil — eine Elektrode geworden, die in eine Pfanne eines speziellen ins Gerät integrierten Gleichgewichtes eingebettet ist. Außerdem hätte die Ion-abgelegte Masse keine harte, hoch polierte Oberfläche gehabt, die wie diejenigen von aktuellen Prototypen kräftig gereinigt werden kann. Gold, während dicht und ein edles Metall (widerstandsfähig gegen die Oxydation und die Bildung anderer Zusammensetzungen), ist äußerst weich, so würde ein innerer Goldprototyp gut isoliert behalten werden und skrupulös reinigen müssen, um Verunreinigung und das Potenzial des Tragens davon zu vermeiden, die Verunreinigung entfernen zu müssen. Wismut, das ein billiges in Loten der niedrigen Temperatur verwendetes Metall ist, oxidiert langsam, wenn ausgestellt, zu Raumtemperaturluft und bildet andere chemische Zusammensetzungen und hätte stabile Bezugsmassen so nicht erzeugt, wenn es ständig in einer trägen oder Vakuumatmosphäre nicht aufrechterhalten wurde.

Ampere-basierte Kraft

Diese Annäherung würde das Kilogramm als "die Masse definieren, die an genau, wenn unterworfen, der Kraft pro Meter zwischen zwei folgenden parallelen Leitern der unendlichen Länge, von der unwesentlichen kreisförmigen bösen Abteilung, gelegt ein Meter entfernt im Vakuum, durch der Fluss ein unveränderlicher Strom von elementaren Anklagen pro Sekunde beschleunigt würde".

Effektiv würde das das Kilogramm als eine Ableitung des Amperes aber nicht der gegenwärtigen Beziehung definieren, die das Ampere als eine Ableitung des Kilogramms definiert. Diese Wiederdefinition des Kilogramms würde elementare Anklage angeben (e als genau Ampere-Sekunde, aber nicht der Strom empfohlen Wert Davon würde dem notwendigerweise folgen das Ampere (eine Ampere-Sekunde pro Sekunde) würde auch ein elektrischer Strom dieser genauen Menge von elementaren Anklagen werden, die pro Sekunde einen gegebenen Punkt in einem elektrischen Stromkreis passieren.

Der Vorteil einer praktischen auf dieser Definition gestützten Verwirklichung besteht darin, die verschieden vom Watt balancieren und andere Skala-basierte Methoden, von denen alle die sorgfältige Charakterisierung des Ernstes im Laboratorium verlangen, skizziert diese Methode den Umfang des Kilogramms direkt in den wirklichen Begriffen, die die Natur der Masse definieren: Beschleunigung wegen einer angewandten Kraft. Leider ist es äußerst schwierig, eine praktische auf beschleunigenden Massen gestützte Verwirklichung zu entwickeln. Experimente über eine Zeitdauer von Jahren in Japan mit einem Superleiten, 30g Masse, die durch die diamagnetic Levitation nie unterstützt ist, haben eine Unklarheit besser erreicht als zehn Teile pro Million. Magnetische magnetische Trägheit war eines der Begrenzungsprobleme. Andere Gruppen haben ähnliche Forschung durchgeführt, die verschiedene Techniken verwendet hat, um die Masse frei zu schweben.

SI-Vielfachen

Weil SI-Präfixe (serienmäßig verbunden) innerhalb des Namens oder Symbols für eine Einheit des Maßes nicht verkettet werden dürfen, werden SI-Präfixe mit dem Gramm, nicht dem Kilogramm verwendet, das bereits ein Präfix als ein Teil seines Namens hat. Zum Beispiel, millionst eines Kilogramms ist 1 Mg (ein Milligramm), nicht 1µkg (ein Mikrokilogramm).

• Wenn der griechische Kleinbuchstabe "µ" (mu) im Symbol des Mikrogramms typografisch nicht verfügbar ist, ist es gelegentlich — obwohl nicht richtig — ersetzt durch den lateinischen Kleinbuchstaben "u".
• Das Mikrogramm wird häufig "mcg" besonders im pharmazeutischen und Ernährungsergänzungsbeschriften abgekürzt, um Verwirrung zu vermeiden, da das "µ" Präfix außerhalb technischer Disziplinen nicht gut anerkannt wird. Bemerken Sie jedoch, dass die Abkürzung "mcg", auch das Symbol für eine veraltete CGS Einheit des Maßes bekannt als der "millicentigram" ist, der 10µg gleich ist.
• Der decagram (dag) ist in Mitteleuropa häufig hat "dkg" (aus lokalen Sprachen abgekürzt, die sich "dekagram" schreiben), und wird für übliche Mengen des Essens (größtenteils Käse und Fleisch) verwendet.
• Der Einheitsname "Megagramm", wird und sogar dann normalerweise nur in technischen Feldern in Zusammenhängen selten verwendet, wo die besonders strenge Konsistenz mit den Einheiten des Maßes gewünscht wird. Zu den meisten Zwecken wird die Einheit "Tonne" stattdessen verwendet. Die Tonne und sein Symbol, t, wurden durch den CIPM 1879 angenommen. Es ist eine NICHTSI-Einheit, die durch den BIPM für den Gebrauch mit dem SI akzeptiert ist. Gemäß dem BIPM, "In englischen Sprechen-Ländern wird diese Einheit gewöhnlich 'Metertonne' genannt." Bemerken Sie auch, dass der Einheitsname "Megatonne" oder "Megatonne" (Mt) häufig in der Literatur des allgemeinen Interesses auf Treibhausgas-Emissionen verwendet wird, wohingegen der gleichwertige Wert in wissenschaftlichen Zeitungen auf dem Thema häufig der "teragram" (Tg) ist.

Wörterverzeichnis

• Abstrahiert: Isoliert und seine Wirkung hat sich in die Form, häufig vereinfacht oder gemacht zugänglicher im Prozess geändert.
• Kunsterzeugnis: Ein einfacher Mensch-gemachter Gegenstand verwendet direkt als ein vergleichender Standard im Maß einer physischen Menge.
• Kontrolle-Standard:
• # eine Aushilfsreplik eines Standardkörpers des internationalen Prototyp-Kilogramms (IPK).
• # Ein sekundärer Kilogramm-Massenstandard, der als ein Stellvertreter für den primären Standard während alltäglicher Kalibrierungen verwendet ist.
• Definition: Eine formelle, spezifische und genaue Spezifizierung.
• Zeichnung: Die physischen Mittel haben gepflegt, eine Grenze zu kennzeichnen oder den Umfang einer Entität auszudrücken.
• Verbreiten Sie: Den Umfang einer Einheit des Maßes, normalerweise über Repliken und Übertragungsstandards weit zu verteilen.
• IPK: Die Abkürzung des "internationalen Prototyp-Kilogramms" hat das Massenkunsterzeugnis in Frankreich international anerkannt als, die Definieren-Masse von genau einem Kilogramm zu haben.
• Umfang: Das Ausmaß oder der numerische Wert eines Eigentums
• Nationaler Prototyp: Eine Replik des IPK von einer Nation besessen.
• Praktische Verwirklichung: Ein sogleich reproduzierbarer Apparat, um den Umfang einer Einheit des Maßes günstig zu skizzieren.
• Primärer nationaler Standard:
• # Eine Replik des IPK, der von einer Nation besessen ist
• # Die am wenigsten verwendete Replik des IPK, wenn eine Nation mehr als einen besitzt.
• Prototyp:
• # Ein Mensch-gemachter Gegenstand, der als der definierende vergleichende Standard im Maß einer physischen Menge dient.
• # Ein Mensch-gemachter Gegenstand, der als der vergleichende Standard im Maß einer physischen Menge dient.
• # Der IPK und einige seiner Repliken
• Replik: Eine offizielle Kopie des IPK.
• Schwester-Kopie: Eine von sechs offiziellen Kopien der IPK, die in demselben Safe wie der IPK versorgt werden und als Kontrolle-Standards durch den BIPM verwendet werden.
• Übertragungsstandard: Ein Kunsterzeugnis oder Apparat, der den Umfang einer Einheit des Maßes in einem verschiedenen, gewöhnlich praktischer, Form wieder hervorbringt.

Siehe auch

• 1795 in der Wissenschaft
• 1799 in der Wissenschaft
• Trägheit
• Internationales System von Einheiten (SI)
• Internationales Büro von Gewichten und Maßnahmen (BIPM)
• Internationales Komitee für Gewichte und Maßnahmen (CIPM)
• Allgemeine Konferenz für Gewichte und Maßnahmen (CGPM)
• Gramm
• Grab (orig. Name des Kilogramms, Geschichte)
• Gravimetry
• Kilogramm-Kraft
• Liter
• Metrisches System
• Metertonne
• Masse
• Masse gegen das Gewicht
• Milligramm-Prozent
• Nationales Institut für Standards und Technologie (NIST)
• Newton
• SI-Grundeinheiten
• Standardernst
• Watt-Gleichgewicht
• Gewicht

Zeichen

Außenverbindungen

• Nationales Institut für Standards und Technologie (NIST): NIST verbessert Genauigkeit der 'Watts Gleichgewichtes' Methode, für das Kilogramm zu definieren
• Vereinigten Königreichs National Physical Laboratory (NPL): [http://www.npl.co.uk/reference/faqs/are-any-problems-caused-by-having-the-kilogram-defined-in-terms-of-a-physical-artefact - (faq Masse und Dichte) Sind irgendwelche verursachten Probleme durch das Definieren des Kilogramms in Bezug auf ein physisches Artefakt? (Häufig gestellte Fragen - Masse & Dichte)]
• NPL: Avogadro Projekt
• NPL: NPL Watt erwägt
• Metrologie in Frankreich: Watt-Gleichgewicht
• Australisches Nationales Maß-Institut: Das Wiederdefinieren des Kilogramms durch Avogadro unveränderlicher
• Internationales Büro von Gewichten und Maßnahmen (BIPM): Hausseite
• NZZ Folio: Welches Kilogramm wiegt wirklich
• NPL: [http://www.npl.co.uk/reference/faqs/what-are-the-differences-between-mass,-weight,-force-and-load - (faq Masse und Dichte) Wie sind die Unterschiede zwischen der Masse, dem Gewicht, der Kraft und der Last?]
• BBC: Das Bekommen des Maßes eines Kilogramms
• NPR: Dieses Kilogramm Hat Ein Gewichtsabnahme-Problem, ein Interview mit dem Nationalen Institut für Standards und Technologiephysiker Richard Steiner