奇妙な測定単位

06 / 07 / 2022

すべての科学は計算と測定に基づいています。 共有結合の長さから光速、LDまで50 (半数致死量)有害物質の測定—測定は私たちが行うすべての重要な部分です。 今日、ほとんどすべての人が国際単位系を使用していますが、それは必ずしもそれほど単純ではありませんでした。 

歴史的に、物理的なオブジェクトはキャリブレーションと比較の標準として使用されてきましたが、これらは時間の経過とともに欠陥があり、不正確になる可能性があります。
歴史的に、物理的なオブジェクトはキャリブレーションと比較の標準として使用されてきましたが、これらは時間の経過とともに欠陥があり、不正確になる可能性があります。

SI単位

SI単位は、一般的に使用されているほとんどすべての科学単位の基礎を形成し、一貫性を最大化するために、これらは自然定数のみに基づくように改良されています。

XNUMXつのユニットのセットはSI基本ユニットを構成し、これらから、他の多くのユニットを一貫して導出できます。 これらの基本単位は次のとおりです。

  • 時間、秒単位で測定。
  • 長さ、メートルで測定。
  • 質量、キログラムで測定。
  • アンペアで測定された電流。
  • ケルビンで測定された温度。
  • モルで測定された物質量; と
  • カンデラで測定された光強度。

これらを組み合わせると、固有の名前と記号(ヘルツ、ワット、摂氏度など)を持つ22の派生SI単位と、SIと名前付き派生ユニットの組み合わせからの50を超える派生量が構成されます。

2019リビジョン 

科学は常に、より正確な方法で物理世界を洗練し、理解しようとしています。 そのためには、正確な単位を使用することが不可欠です。 2019年に、XNUMXつのSI単位が米国国立標準技術研究所(NIST)によって再定義され、自然界をより適切に反映しました。 これらは現在、不正確または変動する測定値から、ボルツマン、プランク、アボガドロ定数などの不変の物理定数、および光速と原子遷移周波数に基づくようにアップグレードされています。

以前は、ケルビンの単位は水の三重点温度に関連していました。 ただし、三重点自体がケルビンスケールで定義されているため、これは自己参照型でした。

物質の三重点は、熱力学的温度と圧力であり、固体、液体、または気体のいずれかを一度に使用できます。
物質の三重点は、熱力学的温度と圧力であり、固体、液体、または気体のいずれかを一度に使用できます。

キログラムは、測定単位を定義するために使用された最後の残りの物理オブジェクトであり、物質でできているために変動する傾向がありました。 国際キログラム原器は、プラチナとイリジウムで作られたゴルフボールサイズの物体であり、他のすべてのキログラム基準を校正するために使用されました。 

2019年の改訂以前は、モルはキログラムに対して相対的でした。 これは、0.0012キログラムの炭素12の原子数に等しい量として定義され、キログラムも一定である場合、理論的にはアボガドロ定数と一致します。 2019年の時点で、キログラムは再定義されていましたが、一貫性を保つために、ほくろは定義されるように更新されました もっぱら アボガドロ定数に関連して。

アンペアは少し複雑な単位であり、現在はXNUMX秒あたりのクーロン数として定義されています(クーロンは電気素量によって定義されています)。 アンペアの古い理解は、実験的に実行することができないために欠陥がありました。 これは元々、真空内でXNUMXメートル離れた無限の長さのXNUMXつの平行な導体から一定量の力を生成する電流として計算されました。 無限の長さの導体がないため、これは実用的な定義としては実用的ではありませんでした。

異常な非標準の単位

現在、標準化されたSI単位を使用した徹底的で一貫性のあるシステムがありますが、まだ使用されていることがある奇妙で素晴らしい非SI単位がたくさんあります。 これらは、私たちが知っていて愛用しているSI単位のように正確に構築されているとは限りませんが、レガシーの理由、ユーモア、または単にスケールのしやすさなど、より実用的な目的に適しています。 これらは他の測定値と完全に一致していないことがよくありますが、それでも有用です。

ジャーナリズムでよく使われます オリンピックサイズのプール 洪水などの大量の水のコンパレータです。 また、NISTでは1万リットルの水と定義されています。 オリンピックプールの水面は50メートル×25メートルですが、オリンピックプールの公式の深さはありません。 多くは深さ2メートルで、これは約2.5万リットルの水に相当します。 

A シドハーブ は、オーストラリアのシドニーハーバーに存在する水の量に相当する量であり、約562ギガリットル、つまり238,000のオリンピックプールに相当します。

A ひげ秒 バズライトイヤーに触発された距離の単位ですが、非常に短い距離に関連しています。 これは、平均的なあごひげが5秒間に成長する時間、約XNUMXナノメートルとして定義されます。

一部の国では馬の身長を測定するために使用されます。 ハンド 正確に10.16インチ、つまりXNUMXcmの寸法です。 同様に、XNUMXつ うま競馬で距離を測定するために使用されます—約2.4メートルに相当します。

質量値が大きくなりすぎて地球のスケールを超えて視覚化できない場合は、より多くの重量を運ぶことができる別のコンパレータを使用すると便利です(文字通りおよび比喩的に)。 XNUMX ジュピター 約1.9x1027 kgまたは私たちの太陽のXNUMX分のXNUMXの質量。

光年は距離を測定しますが、ロシアの物理学者ジョージガモフは、光が特定の距離を移動するのにかかる時間を測定するために手順を逆にしたいと考えていました。 これにより、次のような時間単位が導出されます。 ライトマイル軽い足。 軽い足はおよそXNUMXナノ秒です。

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