你的体重其实比秤上显示的轻

2013年01月08日02:59  潇湘晨报

  德国最新一期《计量学》杂志刊载研究报告称,作为标准质量单位的国际千克原器因表面遭污染而略有增重。这意味着,你的体重比实际上轻,当然,轻的那点儿可以忽略不计。据新华社电

  国际千克原器微增重

  国际千克原器是一个39毫米高、底面直径也为39毫米的圆柱体。它由铂铱合金制成,其中铂含量为90%,铱含量为10%,合金密度约为21500公斤每立方米。

  国际千克原器设立于1875年,保存在法国首都巴黎的国际计量局内。另有大约40个官方复制品分布于全球,用来定义千克。千克是国际单位制7个基本单位之一。

  原器之所以采用铂铱合金制成,是因为这种合金的抗氧化性和抗化学腐蚀性非常好。不过报告称,经过百余年岁月洗礼,这些铂铱合金圆柱体表面遭一定污染,增重数十微克。一微克为百万分之一克。

  报告作者之一、英国纽卡斯尔大学计量学家彼得·坎普森告诉美国趣味科学网站记者,科学家早就意识到国际千克原器表面可能附着污染物,因此把它做成圆柱体,尽量减少表面积。这些原器保存在实验室内,空气都经过滤,恒温,恒压,但无法完全隔绝空气污染和污染物。

  可能被汽车尾气污染

  为测量原器“长胖”多少,坎普森带领研究小组借助X射线光谱学成像技术,观察与原器相似的物体表面,发现这些表面附着数十微克碳基及汞污染。碳可能来源于汽车尾气,汞污染物则来自实验室内偶尔打破的水银温度计和水银气压计。

  坎普森说,数十微克虽然没多少重量,但会影响一些精密科学实验和国际贸易。

  “那确实是相当微小的效果,但严格来讲,我们比19世纪后期略微轻一些,”他说,“巴黎的国际千克原器是质量定义的标准,它变了,但它的重量仍被当作1千克。它变重意味着其他东西实际上轻一些,包括我们自己。”

  研究小组发现,用臭氧和紫外线可以打破铂铱合金表面碳原子间的结合,去除碳基污染物,不过汞污染物可能仍然存留。也有另外一些办法,但臭氧法“是唯一一个能与手工摩擦媲美的办法”,而且不会破坏原器。

  坎普森说:“我们的做法可以有效地让那些原器晒个日光浴。”

  国际计量局计量学家理查德·戴维斯说,臭氧法所用设备无须投入太多时间和费用,可能会被广泛采用。

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  重新定义“千克”挑战科学界

  当初科学家们之所以选择铂铱合金来制作国际千克原器就是看中它膨胀率低、不易氧化等特点,可一个东西用了上百年,要想不产生一丁点变化恐怕不可能。

  国际计量局计量学家理查德·戴维斯说,长期以来,不少科学家希望不要用一块金属定义千克,而应基于一个基本的自然法则,“我认为,(质量)定义方法将在今后5至10年内改变”。

  “对千克的重新定义”被英国自然杂志评选为“2012年挑战性实验”,千克有可能会被定义为一个物理常量。

  科学家们已经找出不少理由要把“千克”的定义给换掉。要知道,国际基本单位总共是7个,其他6个基本单位的定义都已经再定义。在国际基本单位中,只剩千克还停留在100多年前的旧标准上。

  至于怎么重新定义“千克”,科学家参照了其他6个基本国际单位的定义基准:用物理学常量来表示千克,比如“米的定义便是在真空中行进的光在299792458分之一秒内旅行的距离。鉴于此,科学家正研究以更稳定的量子力学常数普朗克常数h取代物体,重新对“千克”下定义。然而,为普朗克常数确定一个精确的数值本身也是一项非常复杂的工作。

  [七个基本单位]

  米:米是光在真空中于1/299792458秒时间间隔内所经路径的长度。

  千克:国际千克原器的质量为1kg。

  秒:铯—133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间为1s。

  安培:在两条置于真空中的,相互平行,相距1米的无限长而圆截面可以忽略的导线中,通以强度相同的恒定电流,若导线每米长所受的力为2×10"(-7)牛顿,则导线中的电流强度为1A。

  开尔文:水的三相点热力学温度的为1K。

  摩尔:简称摩,摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012kg12C的原子数目相等。

  坎德拉:简称坎,一个光源在给定方向上的发光强度。该光源发出的频率为540×1012赫兹的单色辐射且在此方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度。

  (原标题:你的体重其实比秤上显示的轻)

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