Килограмм

Килограмм
кг, kg
Величина	Масса
Система	СИ
Эталон	Есть
Основная
примечание
См. Приставки СИ

Эталон килограмма (Компьютерный рисунок)

Килогра́мм (обозначение: кг, kg) — единица измерения массы, одна из семи основных единиц СИ.

Килограмм определяется как масса международного эталона килограмма, хранящегося в Международном бюро мер и весов (расположено в г. Севр близ Парижа) и представляющего собой цилиндр диаметром и высотой 39.17 мм из платино-иридиевого сплава (90 % платины, 10 % иридия). Первоначально килограмм определялся как масса одного кубического дециметра (литра) чистой воды при температуре 4 °C и стандартном атмосферном давлении на уровне моря.

Кратные и дольные единицы

По историческим причинам, название «килограмм» уже содержит десятичную приставку «кило», поэтому кратные и дольные единицы образуют, присоединяя стандартные приставки СИ к названию или обозначению единицы измерения «грамм» (которая в системе СИ сама является дольной: 1 г = 10⁻³ кг).

Вместо мегаграмма (1000 кг), как правило, используют единицу измерения «тонна».

В определениях мощности атомных бомб вместо гигаграмма применяется килотонна, вместо тераграмма — мегатонна.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 г	декаграмм	даг	dag	10−1 г	дециграмм	дг	dg
102 г	гектограмм	гг	hg	10−2 г	сантиграмм	сг	cg
103 г	килограмм	кг	kg	10−3 г	миллиграмм	мг	mg
106 г	мегаграмм	Мг	Mg	10−6 г	микрограмм	мкг	µg
109 г	гигаграмм	Гг	Gg	10−9 г	нанограмм	нг	ng
1012 г	тераграмм	Тг	Tg	10−12 г	пикограмм	пг	pg
1015 г	петаграмм	Пг	Pg	10−15 г	фемтограмм	фг	fg
1018 г	эксаграмм	Эг	Eg	10−18 г	аттограмм	аг	ag
1021 г	зеттаграмм	Зг	Zg	10−21 г	зептограмм	зг	zg
1024 г	йоттаграмм	Иг	Yg	10−24 г	йоктограмм	иг	yg
применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Эталон килограмма

Эталон 1 кг, хранящийся в Париже.

Дрейф массы копий эталона

На данный момент килограмм — единственная единица СИ, которая определена при помощи предмета, изготовленного людьми — платиново-иридиевого эталона. Все остальные единицы теперь определяются с помощью фундаментальных физических свойств и законов.

В XVIII веке при создании метрической системы мер килограмм был определён как масса 1 дм³ воды при 4°C (при этой температуре у воды наибольшая плотность). В 1799 году был изготовлен прототип килограмма в виде платиновой гири, однако его масса была на 0,028 г больше массы 1 дм³ воды.

Нынешний эталон был изготовлен в 1889 году из платиново-иридиевого сплава в виде цилиндра высотой и диаметром 39 мм. С тех пор он хранится в Международном бюро мер и весов под тремя герметичными стеклянными колпаками. Были изготовлены также точные официальные копии международного эталона, которые используются как национальные эталоны килограмма. Всего было создано более 80 копий. Две копии международного эталона были переданы России, они хранятся во ВНИИ метрологии им. Менделеева. Примерно раз в 10 лет национальные эталоны сравниваются с международным. Эти сравнения показывают, что точность национальных эталонов составляет примерно 2 мкг. Так как они хранятся в тех же условиях, нет никаких оснований считать, что международный эталон точнее. По разным причинам за сто лет международный эталон теряет 3·10⁻⁸ своей массы. Однако, по определению, масса международного эталона в точности равна одному килограмму. Поэтому любые изменения действительной массы эталона приводят к изменению величины килограмма.

Для устранения этих неточностей в настоящее время рассматриваются различные варианты переопределения килограмма на основе фундаментальных физических законов.

В 2005 г. была издана Рекомендация № 1 МКМВ одобряющая действия по разработке новых определений основных единиц: килограмма, ампера, кельвина и моля, основанных на фундаментальных физических константах.

Также с 2003 года международная группа исследователей из 8 стран, в том числе из Германии, Австралии, Италии и Японии, под эгидой Немецкой лаборатории стандартов (German standards laboratory) ведет работы по переопределению килограмма как массы определённого числа атомов изотопа кремния-28. Второй проект, под названием «Электронный килограмм» начат в 2005 г. в Национальном институте стандартов и технологии США (NIST). Руководитель данного проекта Ричард Стайнер утверждает, что над созданием «электронного килограмма» он работает более десяти лет. Учёные под руководством доктора Стайнера создали прибор, который измеряет мощность, необходимую для генерации электромагнитного поля, с помощью которого можно поднять один килограмм массы. С его помощью учёным удалось определить массу в один килограмм с точностью до 99,999995 %.

Существуют также предложения определять килограмм через фиксацию постоянной Планка, подобно тому, как метр сейчас определяется через фиксацию значения скорости света. Так как вопрос об изменении определения килограмма уже рассматривается (94th Meeting, 2005), ожидается его решение на следующем заседании Генеральной конференции по мерам и весам в 2011 г. (23rd General Conference, 2007). Среди других постоянных, постоянная Планка может стать основой нового определения килограмма (23rd General Conference, 2007). Возможными новыми определениями могут быть «масса тела в покое, чья эквивалентная энергия равна энергии фотонов, чья частота равна 135639274·10⁴² Гц» или просто «килограмм определяется так, что постоянная Планка равна 6,62606896·10⁻³⁴ Дж·с».

Литература

• Смирнова Н. А. Единицы измерений массы и веса в Международной системе единиц. — М, 1966.