This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
تصویر شماره 1
ماده اولیه جهت ساخت کره سیلیکونی.
کمی بیش از یک کیلوگرم سیلیکون 28 خالص به قیمت یک میلیون یورو!
@Cosmos_language
ماده اولیه جهت ساخت کره سیلیکونی.
کمی بیش از یک کیلوگرم سیلیکون 28 خالص به قیمت یک میلیون یورو!
@Cosmos_language
اما اگر تنها با استفاده از ثابت آووگادرو میتوان کیلوگرم را تعریف کرد، چه نیازی به دستگاه وات بالانس و اندازهگیری ثابت پلانک است؟
این دو مکمل هم هستند و یکدیگر را چک میکنند. ما از دو روش متفاوت برای تعیین دو ثابت بنیادی متفاوت استفاده میکنیم و سپس بر اساس این دو ثابت تعیین شده، کیلوگرم را تعریف میکنیم. اگر تعاریف به دست آمده از این دو روش متفاوت، با یکدیگر همخوانی داشته باشد، یکای درست و دقیقی تعیین کردهایم.
وات بالانس چیست؟
به احترام مخترع این دستگاه (Bryan Kibble)، به آن “کیبل بالانس” هم گفته میشود. دستگاههای بالانس معمولی، با نیروی وزن کار میکنند. ترازوی کفهای و الاکلنگ، نمونههایی از دستگاه بالانس کلاسیک هستند. دستگاه بالانس کلاسیک دو صفحه دارد که دو جسم بر روی هر یک از آنها قرار میگیرد و بر اساس وزن این اجسام، توازنی (بالانس) بین دو طرف دستگاه برقرار میشود (تصویر شماره 5). وات بالانس هم تقریباً به همین شکل کار میکند با این تفاوت که تمام عمل بالانسینگ (برقراری توازن) در یک طرف دستگاه اتفاق میافتد. در یک طرف یک موتور الکتریکی وجود دارد و در طرف دیگر یک صفحه برای قرار دادن جرم. این صفحه به یک سیم پیچ متصل است و این دو میتوانند با هم (بدون تغییر فاصله بینشان) به بالا و پایین حرکت کنند. دو قطعه آهن ربای دائمی به زمین متصل هستند و قابل حرکت دادن نیستند که سیم پیچ بین این دو آهنربا قرار میگیرد و میتواند بینشان درون میدان مغناطیسی حرکت کند (تصویر شماره 6 و 7).
وات بالانس چگونه کار میکند؟
وات بالانس در دو حالت “توزین” و “سرعت” کار میکند. در حالت توزین نیازی به موتور الکتریکی نیست و صفحه جرم، سیم پیچ و میدان مغناطیسی ثابت که همگی در یک طرف دستگاه هستند کافی است. در حالت توزین، نمونه اصلی کیلوگرم را بر روی صفحه جرم قرار میدهند که باعث میشود نیرویی رو به پایین وارد شود. سپس یک جریان الکتریکی در سیم پیچ ایجاد میکنند که سیم پیچ را تبدیل به یک آهنربای الکتریکی میکند (نیروی وزن). سیم پیچ قبل از تبدیل شدن به آهنربای الکتریکی، در بین دو آهنربای دائمی و درون میدان مغناطیسی آنها قرار داشت؛ در نتیجه پس از اعمال جریان در سیم پیچ و تشکیل میدان مغناطیسی به دور آن، این میدان به میدان مغناطیسیای که از پیش وجود داشت واکنش نشان میدهد و نیرویی رو به بالا تولید میکند (نیروی لاپلاس). نیروی وزن نمونه اصلی کیلوگرم که به سمت پایین است و نیروی الکترومغناطیسیای که آهنربای الکتریکی در مجاورت آهنرباهای دائمی به سمت بالا وارد میکند، از معادلههای زیر به دست میآیند:
w=mg
w: نیروی وزن
m: جرم
g: شتاب گرانی زمین
F=BLI
F: نیروی الکترومغناطیسی
B: میدان مغناطیسی ثابت
L: طول سیم در سیم پیچ
I: شدت جریان الکتریکی در سیم پیچ
دستگاه، شدت جریان الکتریکی در سیم پیچ را آنقدر کم و زیاد میکند تا نیروی الکتریکی برابر با نیروی وزن شود و حرکت دستگاه متوقف شود (به توازن برسد):
w=F —> mg=BLI
در این معادله کمیتهایی که اندازهگیری خیلی دقیق آنها آسان نیست، میدان مغناطیسی (B) و طول سیم (L) هستند که خوشبختانه حالت دوم وات بالانس یعنی حالت سرعت، این مشکل را حل میکند.
در حالت سرعت، جرم یک کیلوگرمی از روی صفحه جرم برداشته میشود و جریان الکتریکیای که در سیم پیچ ایجاد کرده بودیم نیز قطع میشود. در عوض موتوری که در طرف دیگر دستگاه قرار دارد، سیم پیچ را با سرعت ثابت درون میدان مغناطیسی آهنرباهای دائمی به بالا و پایین حرکت میدهد (تصویر شماره 8). با حرکت سیم پیچ درون میدان مغناطیسی، طبق قانون القای فارادی، ولتاژی در سیم پیچ القا میشود:
V=BLv
V: ولتاژ القا شده در سیم پیچ
B: میدان مغناطیسی
L: طول سیم پیچ
v: سرعت
اکنون این معادله و معادلهای که بالاتر به دست آوردیم را کنار هم قرار میدهیم:
mg=BLI
V=BLv
این دو معادله را بر حسب BL (دو کمیتی که اندازهگیری دقیق آنها مشکل است) بازنویسی میکنیم:
BL=mg/I
BL=V/v
و از این میتوان نتیجه گرفت:
mg/l=V/v —> VI=mgv
یا به عبارتی «ولتاژ القایی ضرب در شدت جریان برابر است با جرم روی صفحه ضرب در شتاب گرانی ضرب در سرعت ثابت حرکت سیم پیچ.». در سمت چپ معادله توان الکتریکی (VI) و در سمت راست معادله توان مکانیکی (mgv) وجود دارد و به همین خاطر به این دستگاه “وات (یکای توان) بالانس (تعادل/توازن)” گفته میشود.
این دو مکمل هم هستند و یکدیگر را چک میکنند. ما از دو روش متفاوت برای تعیین دو ثابت بنیادی متفاوت استفاده میکنیم و سپس بر اساس این دو ثابت تعیین شده، کیلوگرم را تعریف میکنیم. اگر تعاریف به دست آمده از این دو روش متفاوت، با یکدیگر همخوانی داشته باشد، یکای درست و دقیقی تعیین کردهایم.
وات بالانس چیست؟
به احترام مخترع این دستگاه (Bryan Kibble)، به آن “کیبل بالانس” هم گفته میشود. دستگاههای بالانس معمولی، با نیروی وزن کار میکنند. ترازوی کفهای و الاکلنگ، نمونههایی از دستگاه بالانس کلاسیک هستند. دستگاه بالانس کلاسیک دو صفحه دارد که دو جسم بر روی هر یک از آنها قرار میگیرد و بر اساس وزن این اجسام، توازنی (بالانس) بین دو طرف دستگاه برقرار میشود (تصویر شماره 5). وات بالانس هم تقریباً به همین شکل کار میکند با این تفاوت که تمام عمل بالانسینگ (برقراری توازن) در یک طرف دستگاه اتفاق میافتد. در یک طرف یک موتور الکتریکی وجود دارد و در طرف دیگر یک صفحه برای قرار دادن جرم. این صفحه به یک سیم پیچ متصل است و این دو میتوانند با هم (بدون تغییر فاصله بینشان) به بالا و پایین حرکت کنند. دو قطعه آهن ربای دائمی به زمین متصل هستند و قابل حرکت دادن نیستند که سیم پیچ بین این دو آهنربا قرار میگیرد و میتواند بینشان درون میدان مغناطیسی حرکت کند (تصویر شماره 6 و 7).
وات بالانس چگونه کار میکند؟
وات بالانس در دو حالت “توزین” و “سرعت” کار میکند. در حالت توزین نیازی به موتور الکتریکی نیست و صفحه جرم، سیم پیچ و میدان مغناطیسی ثابت که همگی در یک طرف دستگاه هستند کافی است. در حالت توزین، نمونه اصلی کیلوگرم را بر روی صفحه جرم قرار میدهند که باعث میشود نیرویی رو به پایین وارد شود. سپس یک جریان الکتریکی در سیم پیچ ایجاد میکنند که سیم پیچ را تبدیل به یک آهنربای الکتریکی میکند (نیروی وزن). سیم پیچ قبل از تبدیل شدن به آهنربای الکتریکی، در بین دو آهنربای دائمی و درون میدان مغناطیسی آنها قرار داشت؛ در نتیجه پس از اعمال جریان در سیم پیچ و تشکیل میدان مغناطیسی به دور آن، این میدان به میدان مغناطیسیای که از پیش وجود داشت واکنش نشان میدهد و نیرویی رو به بالا تولید میکند (نیروی لاپلاس). نیروی وزن نمونه اصلی کیلوگرم که به سمت پایین است و نیروی الکترومغناطیسیای که آهنربای الکتریکی در مجاورت آهنرباهای دائمی به سمت بالا وارد میکند، از معادلههای زیر به دست میآیند:
w=mg
w: نیروی وزن
m: جرم
g: شتاب گرانی زمین
F=BLI
F: نیروی الکترومغناطیسی
B: میدان مغناطیسی ثابت
L: طول سیم در سیم پیچ
I: شدت جریان الکتریکی در سیم پیچ
دستگاه، شدت جریان الکتریکی در سیم پیچ را آنقدر کم و زیاد میکند تا نیروی الکتریکی برابر با نیروی وزن شود و حرکت دستگاه متوقف شود (به توازن برسد):
w=F —> mg=BLI
در این معادله کمیتهایی که اندازهگیری خیلی دقیق آنها آسان نیست، میدان مغناطیسی (B) و طول سیم (L) هستند که خوشبختانه حالت دوم وات بالانس یعنی حالت سرعت، این مشکل را حل میکند.
در حالت سرعت، جرم یک کیلوگرمی از روی صفحه جرم برداشته میشود و جریان الکتریکیای که در سیم پیچ ایجاد کرده بودیم نیز قطع میشود. در عوض موتوری که در طرف دیگر دستگاه قرار دارد، سیم پیچ را با سرعت ثابت درون میدان مغناطیسی آهنرباهای دائمی به بالا و پایین حرکت میدهد (تصویر شماره 8). با حرکت سیم پیچ درون میدان مغناطیسی، طبق قانون القای فارادی، ولتاژی در سیم پیچ القا میشود:
V=BLv
V: ولتاژ القا شده در سیم پیچ
B: میدان مغناطیسی
L: طول سیم پیچ
v: سرعت
اکنون این معادله و معادلهای که بالاتر به دست آوردیم را کنار هم قرار میدهیم:
mg=BLI
V=BLv
این دو معادله را بر حسب BL (دو کمیتی که اندازهگیری دقیق آنها مشکل است) بازنویسی میکنیم:
BL=mg/I
BL=V/v
و از این میتوان نتیجه گرفت:
mg/l=V/v —> VI=mgv
یا به عبارتی «ولتاژ القایی ضرب در شدت جریان برابر است با جرم روی صفحه ضرب در شتاب گرانی ضرب در سرعت ثابت حرکت سیم پیچ.». در سمت چپ معادله توان الکتریکی (VI) و در سمت راست معادله توان مکانیکی (mgv) وجود دارد و به همین خاطر به این دستگاه “وات (یکای توان) بالانس (تعادل/توازن)” گفته میشود.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
تصویر شماره 8
جرم یک کیلوگرمی از روی صفحه جرم برداشته شده است و موتور در سمت راست دستگاه نیرویی تولید میکند تا سیم پیچ در طرف چپ، درون میدان مغناطیسی ثابت، به سمت بالا و پایین حرکت کند در حالی که یک تداخل سنج (دو خط سبز رنگ در تصویر) مدام حرکت سیم پیچ را چک میکند تا از ثابت بودن سرعت آن اطمینان حاصل شود.
@Cosmos_language
جرم یک کیلوگرمی از روی صفحه جرم برداشته شده است و موتور در سمت راست دستگاه نیرویی تولید میکند تا سیم پیچ در طرف چپ، درون میدان مغناطیسی ثابت، به سمت بالا و پایین حرکت کند در حالی که یک تداخل سنج (دو خط سبز رنگ در تصویر) مدام حرکت سیم پیچ را چک میکند تا از ثابت بودن سرعت آن اطمینان حاصل شود.
@Cosmos_language
چطور میتوان عددی که فرکانس فوتون را به انرژیاش ربط میدهد (ثابت پلانک)، از این معادله به دست آورد؟
برای اندازهگیری دقیق ولتاژ القا شده در سیم پیچ، از یک پدیده کوانتومی ماکروسکپی به نام “Josephson effect” (اثر جوزفسون) استفاده میشود که توضیح دقیقش از موضوع این پست خارج است. اما به طور خلاصه، اگر یک عایق نازک بین دو الکترود ابر رسانا قرار دهیم، یک “Josephson junction” (اتصال جوزفسون) ساختیم. حال اگر موج مایکروویوی با فرکانس f به اتصال جوزفسون بتابانیم، ولتاژی در آن ایجاد میشود که مقدارش دقیقاً برابر است با:
V=hf/2e
V: ولتاژ ایجاد شده در اتصال جوزفسون
h: ثابت پلانک
f: فرمانس موج الکترومغناطیسی
e: بار بنیادی ¹⁹⁻10×1.6
میتوان به تعداد دلخواه اتصال جوزفسون را به صورت سری به هم متصل کرد و با تغییر فرکانس پرتو، هر ولتاژ دلخواهی را با دقت بسیار بالا ایجاد کرد. در دستگاه وات بالانس، صدها هزار اتصال جوزفسون به همراه سیم پیچ وجود دارد که فرکانس پرتوی تابیده شده به آن آنقدر تغییر میکند تا ولتاژ ایجاد شده در این سری اتصالات جوزفسون، دقیقاً با ولتاژ القا شده در سیم پیچ بر اثر حرکتش در میدان مغناطیسی بالانس شود و در نتیجه میدانیم که ولتاژ سیم پیچ برابر با ولتاژ سری اتصالات جوزفسون است که مقدار این ولتاژ را میتوان حساب نمود:
V=nhf/2e
n: تعداد اتصال جوزفسون
این روش اندازهگیری ولتاژ به اندازهای خوب و دقیق است که برای اندازهگیری دقیق شدت جریان الکتریکیای که در حالت توزین به سیم پیچ اعمال کردیم هم، به جای اندازهگیری مستقیم شدت جریان، ابتدا ولتاژ را اندازهگیری میکنیم و سپس آن را تقسیم بر مقاومت الکتریکی میکنیم تا شدت جریان به دست آید (I=V/R):
V²/R=mgv
اما چطور مقاومت الکتریکی (R) را اندازهگیری کنیم؟
برای اندازهگیری مقاومت الکتریکی هم از یک پدیده کوانتومی دیگر به نام “Quantum Hall effect” (اثر هال کوانتومی) استفاده میشود که کمی پیچیده و از موضوع پست خارج است. اما معادله به دست آوردن مقاومت الکتریکی با استفاده از این اثر، به شکل زیر است:
R=h/(Ne²)
R: مقاومت الکتریکی
h: ثابت پلانک
N: تعداد کانال
e: بار بنیادی
بالاتر معادله VI=mgv را با تغییر دادن I به V/R نوشتیم تا به شکل V²/R=mgv در آمد؛ اکنون در این معادله به جای V و R معادل آنها را قرار میدهیم (تصویر شماره 9).
باید تمامی این کمیتها را بسیار دقیق اندازهگیری کنیم تا بتوانیم مقدار ثابت پلانک را با استفاده از معادله تصویر شماره 9 معادله حساب کنیم. مثلاً سرعت حرکت سیم پیچ در میدان مغناطیسی (v) به وسیله یک تداخل سنج لیزری اندازهگیری میشود. یا برای اندازهگیری شتاب گرانی (g) در اتاق وات بالانس، از دستگاهی به نام “Gravimeter” پیش ساخته شدن دستگاه وات بالانس درون آن اتاق استفاده شد. اما پس از ساخته شدن دستگاه، بار دیگر g اندازهگیری شد زیرا خود هسته دستگاه وات بالانس که به واسطه دو آهنربای دائمی بزرگ و قدرتمند بسیار پر جرم است، میتواند در مقدار g تغییر ایجاد کند (تصویر شماره 10). مقدار g باید مدام پس از ساخته شدن دستگاه نیز اندازهگیری شود؛ زیرا در این سطح از دقت، حتی مکان خورشید و ماه و جابهجایی آبهای موجود در سفرههای آب زیر زمینی در زیر ساختمان هم میتوانند مقدار g را تغییر دهند.
پس از اندازهگیری دقیق تمام کمیتهای مورد نیاز و در نظر گرفتن نمونه اصلی کیلوگرم به عنوان “دقیقاً یک کیلوگرم”، معادله حل شد و عددی برای ثابت پلانک به دست آمد. سپس عدد به دست آمده رند شد و تعریف کیلوگرم را تغییر دادند تا عدد رند شده از معادله به دست بیاید و نمونه اصلی کیلوگرم، دیگر “تقریباً یک کیلوگرم” باشد. مقدار دقیق ثابت پلانک 2019:
h=6.626070150×10⁻³⁴ Js
برای اندازهگیری دقیق ولتاژ القا شده در سیم پیچ، از یک پدیده کوانتومی ماکروسکپی به نام “Josephson effect” (اثر جوزفسون) استفاده میشود که توضیح دقیقش از موضوع این پست خارج است. اما به طور خلاصه، اگر یک عایق نازک بین دو الکترود ابر رسانا قرار دهیم، یک “Josephson junction” (اتصال جوزفسون) ساختیم. حال اگر موج مایکروویوی با فرکانس f به اتصال جوزفسون بتابانیم، ولتاژی در آن ایجاد میشود که مقدارش دقیقاً برابر است با:
V=hf/2e
V: ولتاژ ایجاد شده در اتصال جوزفسون
h: ثابت پلانک
f: فرمانس موج الکترومغناطیسی
e: بار بنیادی ¹⁹⁻10×1.6
میتوان به تعداد دلخواه اتصال جوزفسون را به صورت سری به هم متصل کرد و با تغییر فرکانس پرتو، هر ولتاژ دلخواهی را با دقت بسیار بالا ایجاد کرد. در دستگاه وات بالانس، صدها هزار اتصال جوزفسون به همراه سیم پیچ وجود دارد که فرکانس پرتوی تابیده شده به آن آنقدر تغییر میکند تا ولتاژ ایجاد شده در این سری اتصالات جوزفسون، دقیقاً با ولتاژ القا شده در سیم پیچ بر اثر حرکتش در میدان مغناطیسی بالانس شود و در نتیجه میدانیم که ولتاژ سیم پیچ برابر با ولتاژ سری اتصالات جوزفسون است که مقدار این ولتاژ را میتوان حساب نمود:
V=nhf/2e
n: تعداد اتصال جوزفسون
این روش اندازهگیری ولتاژ به اندازهای خوب و دقیق است که برای اندازهگیری دقیق شدت جریان الکتریکیای که در حالت توزین به سیم پیچ اعمال کردیم هم، به جای اندازهگیری مستقیم شدت جریان، ابتدا ولتاژ را اندازهگیری میکنیم و سپس آن را تقسیم بر مقاومت الکتریکی میکنیم تا شدت جریان به دست آید (I=V/R):
V²/R=mgv
اما چطور مقاومت الکتریکی (R) را اندازهگیری کنیم؟
برای اندازهگیری مقاومت الکتریکی هم از یک پدیده کوانتومی دیگر به نام “Quantum Hall effect” (اثر هال کوانتومی) استفاده میشود که کمی پیچیده و از موضوع پست خارج است. اما معادله به دست آوردن مقاومت الکتریکی با استفاده از این اثر، به شکل زیر است:
R=h/(Ne²)
R: مقاومت الکتریکی
h: ثابت پلانک
N: تعداد کانال
e: بار بنیادی
بالاتر معادله VI=mgv را با تغییر دادن I به V/R نوشتیم تا به شکل V²/R=mgv در آمد؛ اکنون در این معادله به جای V و R معادل آنها را قرار میدهیم (تصویر شماره 9).
باید تمامی این کمیتها را بسیار دقیق اندازهگیری کنیم تا بتوانیم مقدار ثابت پلانک را با استفاده از معادله تصویر شماره 9 معادله حساب کنیم. مثلاً سرعت حرکت سیم پیچ در میدان مغناطیسی (v) به وسیله یک تداخل سنج لیزری اندازهگیری میشود. یا برای اندازهگیری شتاب گرانی (g) در اتاق وات بالانس، از دستگاهی به نام “Gravimeter” پیش ساخته شدن دستگاه وات بالانس درون آن اتاق استفاده شد. اما پس از ساخته شدن دستگاه، بار دیگر g اندازهگیری شد زیرا خود هسته دستگاه وات بالانس که به واسطه دو آهنربای دائمی بزرگ و قدرتمند بسیار پر جرم است، میتواند در مقدار g تغییر ایجاد کند (تصویر شماره 10). مقدار g باید مدام پس از ساخته شدن دستگاه نیز اندازهگیری شود؛ زیرا در این سطح از دقت، حتی مکان خورشید و ماه و جابهجایی آبهای موجود در سفرههای آب زیر زمینی در زیر ساختمان هم میتوانند مقدار g را تغییر دهند.
پس از اندازهگیری دقیق تمام کمیتهای مورد نیاز و در نظر گرفتن نمونه اصلی کیلوگرم به عنوان “دقیقاً یک کیلوگرم”، معادله حل شد و عددی برای ثابت پلانک به دست آمد. سپس عدد به دست آمده رند شد و تعریف کیلوگرم را تغییر دادند تا عدد رند شده از معادله به دست بیاید و نمونه اصلی کیلوگرم، دیگر “تقریباً یک کیلوگرم” باشد. مقدار دقیق ثابت پلانک 2019:
h=6.626070150×10⁻³⁴ Js
تصویر شماره 9
n: تعداد اتصالهای جوزفسون
h: ثابت پلانک
f: فرکانس پرتوی تابیده شده به اتصالات جوزفسون
e: بار بنیادی
N: تعداد کانالها
m: جرم قرار داده شده روی صفحه جرم دستگاه وات بالانس در حالت توزین
g: شتاب گرانی زمین
v: سرعت ثابت سیم پیچ موقع حرکت به سمت بالا و پایین در حالت سرعت
@Cosmos_language
n: تعداد اتصالهای جوزفسون
h: ثابت پلانک
f: فرکانس پرتوی تابیده شده به اتصالات جوزفسون
e: بار بنیادی
N: تعداد کانالها
m: جرم قرار داده شده روی صفحه جرم دستگاه وات بالانس در حالت توزین
g: شتاب گرانی زمین
v: سرعت ثابت سیم پیچ موقع حرکت به سمت بالا و پایین در حالت سرعت
@Cosmos_language
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
تصویر شماره 10
اندازهگیری بسیار دقیق g در اتاق وات بالانس، پیش از ساخته شدن دستگاه.
پس از ساخته شدن دستگاه، اندازهگیری تکرار شد و جسم سبز رنگی که در آخر مشاهده میکنید یک مدل 3D از مقدار g در اتاق است که بر آمدگی بالای آن، اختلاف مقدار g به دلیل جرم زیاد هسته خود دستگاه میباشد.
@Cosmos_language
اندازهگیری بسیار دقیق g در اتاق وات بالانس، پیش از ساخته شدن دستگاه.
پس از ساخته شدن دستگاه، اندازهگیری تکرار شد و جسم سبز رنگی که در آخر مشاهده میکنید یک مدل 3D از مقدار g در اتاق است که بر آمدگی بالای آن، اختلاف مقدار g به دلیل جرم زیاد هسته خود دستگاه میباشد.
@Cosmos_language
تا May 20 سال 2019 (30 اردیبهشت 1398) از همان تعریف قبلی کمیتها استفاده خواهد شد و از آن روز به بعد، تعاریف جدید به کار گرفته میشوند.
تعریف کمیتهای اصلی (2019) بر اساس ثابتهای بنیادی دقیق تعیین شده طبیعت:
کمیت: طول (مسافت)
یکا: متر
نماد: m
ثابت بنیادی تعیین کننده: سرعت نور در خلأ
نماد ثابت بنیادی: c
مقدار ثابت بنیادی: 299792458m/s
تعریف کمیت: یک متر برابر است با 1/299792458 مسافتی که نور در مدت 1 ثانیه در خلأ طی میکند.
کمیت: زمان
یکا: ثانیه
نماد: s
ثابت بنیادی تعیین کننده: تقسیم فوق ریز سزیم
نماد ثابت بنیادی: Δνcs
مقدار ثابت بنیادی: 1/9192631770Hz
تعریف کمیت: یک ثانیه مدت زمانی است که طول میکشد تا یک اتم سزیم 130 (¹³⁰Cs)، در حالت پایه، 9192631770 بار نوسان کند.
کمیت: جرم
یکا: کیلوگرم
نماد: Kg
ثابت بنیادی تعیین کننده: ثابت پلانک
نماد ثابت بنیادی: h
مقدار ثابت بنیادی: ³⁴⁻10×6.626070150 کیلوگرم در متر مربع بر ثانیه (kg×m²×s⁻¹)
تعریف کمیت: مقدار جرمی است که اگر در یک متر مربع بر ثانیه (m²/s) ضرب شود، ثابت پلانک را نتیجه میدهد.
کمیت: دما
یکا: کلوین
نماد: K
ثابت بنیادی تعیین کننده: ثابت بولتزمن
نماد ثابت بنیادی: k
مقدار ثابت بنیادی: ²³⁻10×1.380649 ژول بر کلوین
تعریف کمیت: یک کلوین دمایی است که در آن دما، میانگین انرژی جنبشی ذرات یک گاز نجیب برابر ²³⁻10×1.380649 ژول باشد.
کمیت: شدت جریان الکتریکی
یکا: آمپر
نماد: A
ثابت بنیادی تعیین کننده: بار بنیادی
نماد ثابت بنیادی: e
مقدار ثابت بنیادی: ¹⁹⁻10×1.602176634 کولمب
تعریف کمیت: یک آمپر شدت جریان الکتریکیای است که در آن، در هر ثانیه باری برابر با 1 کولمب از نقطهای از مدار عبور کند.
کمیت: شدت نور
یکا: کاندلا
نماد: cd
تعریف کمیت: یک کاندلا برابر است با شدن نور، در یک راستای خاص از یک چشمهی نور تکفام با فرکانس 540 تراهرتز و شدت شعاعی 1/683 وات بر استرادیان در آن راستا.
کمیت: مقدار ماده
یکا: مول
نماد: mol
ثابت بنیادی تعیین کننده: ثابت آووگادرو
نماد ثابت بنیادی: NA (حرف A زیروند است)
مقدار ثابت بنیادی: 10²³×6.02214076 (بی یکا)
تعریف کمیت: یک مول از هر ماده، برابر تعداد 10²³×6.02214076 جزء بنیادی از آن ماده است.
منابع:
Science News
World Metrology Day
BIPM
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
تعریف کمیتهای اصلی (2019) بر اساس ثابتهای بنیادی دقیق تعیین شده طبیعت:
کمیت: طول (مسافت)
یکا: متر
نماد: m
ثابت بنیادی تعیین کننده: سرعت نور در خلأ
نماد ثابت بنیادی: c
مقدار ثابت بنیادی: 299792458m/s
تعریف کمیت: یک متر برابر است با 1/299792458 مسافتی که نور در مدت 1 ثانیه در خلأ طی میکند.
کمیت: زمان
یکا: ثانیه
نماد: s
ثابت بنیادی تعیین کننده: تقسیم فوق ریز سزیم
نماد ثابت بنیادی: Δνcs
مقدار ثابت بنیادی: 1/9192631770Hz
تعریف کمیت: یک ثانیه مدت زمانی است که طول میکشد تا یک اتم سزیم 130 (¹³⁰Cs)، در حالت پایه، 9192631770 بار نوسان کند.
کمیت: جرم
یکا: کیلوگرم
نماد: Kg
ثابت بنیادی تعیین کننده: ثابت پلانک
نماد ثابت بنیادی: h
مقدار ثابت بنیادی: ³⁴⁻10×6.626070150 کیلوگرم در متر مربع بر ثانیه (kg×m²×s⁻¹)
تعریف کمیت: مقدار جرمی است که اگر در یک متر مربع بر ثانیه (m²/s) ضرب شود، ثابت پلانک را نتیجه میدهد.
کمیت: دما
یکا: کلوین
نماد: K
ثابت بنیادی تعیین کننده: ثابت بولتزمن
نماد ثابت بنیادی: k
مقدار ثابت بنیادی: ²³⁻10×1.380649 ژول بر کلوین
تعریف کمیت: یک کلوین دمایی است که در آن دما، میانگین انرژی جنبشی ذرات یک گاز نجیب برابر ²³⁻10×1.380649 ژول باشد.
کمیت: شدت جریان الکتریکی
یکا: آمپر
نماد: A
ثابت بنیادی تعیین کننده: بار بنیادی
نماد ثابت بنیادی: e
مقدار ثابت بنیادی: ¹⁹⁻10×1.602176634 کولمب
تعریف کمیت: یک آمپر شدت جریان الکتریکیای است که در آن، در هر ثانیه باری برابر با 1 کولمب از نقطهای از مدار عبور کند.
کمیت: شدت نور
یکا: کاندلا
نماد: cd
تعریف کمیت: یک کاندلا برابر است با شدن نور، در یک راستای خاص از یک چشمهی نور تکفام با فرکانس 540 تراهرتز و شدت شعاعی 1/683 وات بر استرادیان در آن راستا.
کمیت: مقدار ماده
یکا: مول
نماد: mol
ثابت بنیادی تعیین کننده: ثابت آووگادرو
نماد ثابت بنیادی: NA (حرف A زیروند است)
مقدار ثابت بنیادی: 10²³×6.02214076 (بی یکا)
تعریف کمیت: یک مول از هر ماده، برابر تعداد 10²³×6.02214076 جزء بنیادی از آن ماده است.
منابع:
Science News
World Metrology Day
BIPM
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
طبیعت و قوانین آن در تاریکی پنهان بودند؛ خدا گفت نیوتن بشود و همه جا روشنایی شد.
«الکساندر پوپ»
❤️25 دسامبر زادروز ایزاک نیوتون❤️
@Cosmos_language
«الکساندر پوپ»
❤️25 دسامبر زادروز ایزاک نیوتون❤️
@Cosmos_language