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なぜ1リットルの水の重さがキログラムなのですか?測定の歴史における10の重要な瞬間

それほど大きな科学分野はない計量学のように、認識と重要性のギャップ。そしてそれは天気についてではありません。計測学は計測の科学です。それは現代の科学が学校で教えたよりも長い歴史を持っており、これは科学のすべての有用性と力にとって重要です。健全な計測学がなければ、月への飛行、現代医学、自動運転車、野球アナリスト、天気予報(とにかく良い)はなかったでしょう。

そして科学がなくても、何千年もの間、それは商取引および商取引のサービスにおいてその価値を証明してきました。それは、詐欺および詐欺師にとって詐欺および詐欺をより困難にするために、重量および生産量および他の製品を標準化できることを保証します。

計測学とは何ですか?またなぜそれが必要なのですか?

5月20日は長い間の最後のフロンティアによってマークされました計量学の歴史は、キログラム、質量の標準的な尺度を含む科学の最も重要な測定単位のいくつかの新しい定義を正式に採用したとき。これらの変更は、メートル法の最新版である、いわゆるLeSystèmeInternational d’Unites(別名SI)の改訂を反映しています。国際計量計量局のガイドラインに従って、SIには7つの「基本」計量単位が含まれており、そこから他の計量単位が抽出されます。キログラムに加えて、新しく定義された基本単位には、ケルビン(温度)、アンペア(電流)、およびモル(物質の量)が含まれます。秒(時間)、メートル(長さ)、カンデラ(光度)は変わりませんでした。

最新のSIアップグレードは科学は進歩していますが、これは計測学の分野におけるいくつかの歴史的建造物のうちの最後のものに過ぎません。計測学における10の最も重要なターニングポイントを見てみましょう。

解剖学的単位の発明(昔)

解剖学的単位がに登場おそらく農業の到来の時に、人間の文明の夜明け。 「一口」や「一握り」などの体積測定単位は、「小さじ」、「コップ」、および「パイント」の出現に先立っています。長さの場合には、人間の「足」または「ステップ」が人と一緒に現れました。古代エジプト人から1700年代の後期近代社会までのさまざまな時期において、「足」は10〜14インチでした。

他の解剖学的単位の中で「肘」は広く使われていました。最初の言及は紀元前2000年に生まれたギルガメシュの叙事詩でも中東から来ました。長さの尺度としての肘は、箱舟の建設に非常に便利でした。

そしてそれはその "二重肘"かもしれません庭になった。 1100-1135年に統治したイングランド国王ヘンリー1世は、庭の標準化を試み、それを鼻の先から親指の端までの長さ(広げた手のあるもの)と定義しました。最終的に、庭は3フィートになりました - フィート - 12インチ、1インチは3つのオオムギ穀物が伸びる長さとして定義されました。解剖学的単位は植物から生まれました。

Magna Carta Magna Carta、1215

歴史の中で最も重要な文書の一つ。文明の将来のための計測学の必要性を確立し、そして「王国中にワイン、エール、とうもろこしの標準的な尺度があるべきである」と主張し、そしてスケールについても同じであると主張した。次の数世紀にわたってそれは切り株デッキを通って働いたが、原則は十分にはっきりしていて、後で来た計測学者は素晴らしい仕事をして、そしてMagna Cartaで設定されたゴールを達成した。

エリザベス女王1世、スケールを改革する、1588年

彼女の艦隊がスペイン人の破壊に従事していた間イギリスのエリザベス女王1世のアルマダは、体重と測定値についてより合理的な規則を設定することに忙しかった。それ以前は、イギリスの商人たちはさまざまな種類のポンドの束を扱っていましたが、そのうちポンドは「averdupoys」です。もう1つの「タワー」ポンドは、1527年にヘンリー8世によって廃止され、通貨で使用されるようになりました(したがって、紙でできていてもポンドは依然として英国の通貨です)。

エリザベス私は標準ポンドを設定しましたほとんどの用途で、コイン(および薬品)のトロイポンドを節約できます。しかし、彼女は人々に賢い質問をしました:もっと重いもの、金のポンドまたは鉛のポンド?インテリジェントは、しばしば答えます。ポンドはポンドです。しかし、計量に精通している人は、「鉛」と言うでしょう。なぜなら、1ポンドの嫌悪は1トロイポンド以上の重さがあるからです。ただし、1オンスの鉛の重量が1オンスの金の重量より多いと言った場合も、問題は発生します。金のトロイオンスは重いです。それは16オンスが含まれており、そしてトロイポンドでは12トロイオンスしかないのでポンドアベルダペは重いです。

キリスト教のホイヘンスの振り子時計、1656

多くの人(そしてその中で、そしてガリレオ)は、方向を変えようとしました振り子を時計として使いますが、オランダの物理学者で数学者のChristian Huygensが最初の信頼できる振り子時計を作りました。 1656年に建てられたその最も初期のバージョンは、1日あたり15秒の精度で動作しました。これは、そのときの最大の改善点です。振り子時計のさらなる発展は、それらを20世紀まで最も正確な時計にしました。

メートル法、1799

17世紀に、何人かの抜け目のない科学者が認識計量単位の10進法は、国ごとに異なる単位の当時の混乱よりも、科学と商業にとって非常に優れていると考えています。あるいは同じ国の中でさえ - フランス革命の理由の一つは、尺度と重みの不均一性に対する人々の不満だったことを示唆しています。

1670年代、フランスの聖職者Gabriel Moutonと天文学者Jean Picardは、振り子の長さが2秒の長さの基本単位の作成について議論しました。 (これは現代のメートルに比較的近いです、しかし、残念なことに、振り子の回転周期は地球の表面の異なる場所で異なります)。しかし1790年代にフランス人がメートル法の創設について真剣に考えたとき、彼らはメーターを赤道から北極までの1/10万の距離として指定した。他の測定単位は、例えば、立方センチメートルの水の質量に相当するメートルからグラム(質量の単位)に既になっている。

メートル法には欠点がありましたが、以前よりもはるかに合理的で標準的な測定になりました。今日では、後進国(リベリア、ミャンマーなど)だけがSI(System International)を使用していません。

1875年国際計量計量局の設立

1875年にMétreコンベンションが局を設立測定単位に関連する問題を解決するための仲裁人としての測定および重み付け。協定は17カ国によって署名されました。契約は、局がメートルとキログラムの標準的なプロトタイプの生産を引き受けるであろうと述べた。これは、世界中でメートル法を広く使用するための重要なステップでした。

ケルビン温度目盛

19世紀まで、気温は滑りやすい概念でした - 体温計は任意の測定単位を使用していたので、どのものが他のものよりも熱いかを測定することができましたが、それがどれほど熱いかを判断することはできませんでした。 1848年、ケルビン卿になったウィリアムトムソンは、熱の完全な欠如に対応するゼロ点を確立する合理的な「絶対」温度スケールを開発するために新しい熱力学の科学の原理を適用することを提案しました。熱力学が成熟するまでにはしばらく時間がかかり、どのような規模で実施する必要があるのか​​明らかになりましたが、温度測定は確固たる基盤を持っていました。温度単位はケルビンにちなんで名付けられ、以前のように「ケルビン度」ではなくケルビンとして知られるようになりました。

マイケルソン干渉計

アルバートマイケルソンは測定に取りつかれていた光速は、そして1870年代後半には、他の誰よりも正確に測定しました。その後まもなく、彼はエーテルを通る地球の動きによって引き起こされる光速のわずかな違いを検出できることに気づいた。このために、彼は干渉計を発明しました。彼は光線を互いに垂直な2つの経路に分け、それから鏡を使って2つの光線をつなぎました。 2つの光路の速度が異なるため、光の波が曲がって干渉縞が発生する可能性があります。 Michelsonと彼の同僚のEdward Morleyは1887年に実験を行い、予想される干渉を検出できませんでした。しかし、これはエーテルが存在しないという事実によるものです。干渉計は素晴らしいアイデアであり、さまざまな計測作業のための貴重なツールとなりました。

レーザー

1960年代のレーザーの発見干渉法は、光の波長をレーザーで制御するため、さらに正確です。このように、レーザーはサイエンスフィクションのレイ・スローアを確実に実現するだけでなく、すぐに歴史上最高の測定ツールとなりました。レーザーにより、Huygensの振り子時計よりも数千倍正確な光学時計を作成することが可能になりました。レーザー計測は、航空機や自動車のエンジンが設計仕様に従って正確に製造されることを確認するのに役立ちました。

さらに、レーザー干渉法は重力波を検出するために使用されます。

測定の基本単位の修正、2019

1983年、計量王は計器を次のように修正した。1秒間にどれだけの距離の光が進むことができるかという条件。これが、基本的な物理学に基づいた、他の測定単位の再定義の始まりでした。たとえばケルビンは、キログラム、メートル、秒に基づく定数で定義されています。キログラムは現在、量子物理学の価値 - プランク定数 - とメートルと秒の定義によって決定されます。秒はまだ特定のセシウム原子の特定のプロセスで放出される放射線に基づいています。計測学は現在、惑星全体にわたって標準化されているだけでなく、距離に関係なく、すべての銀河のすべての惑星にわたって標準化されています。

しかし、計測基準点のランキングの正確さを正確に測定する方法はまだ決まっていないので、それを実行できます。そしてTelegramのチャットルームを見て忘れないでください。

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