Arkivkilogrammet
Arkivkilogrammet var fram till den 20 maj 2019 den internationella kilogramprototypen för massa i SI. Den internationella grundenheten för massa är ett kilogram. Det definierades tidigare som massan hos arkivkilogrammet som förvarades i Paris.
Det fanns också nationella prototyper i olika länder. Deras massa bestämdes genom kalibrering mot arkivkilogrammet. Den svenska kilogramprototypen, Rikskilogrammet‚ förvaras av Sveriges Tekniska Forskningsinstitut i Borås.
Arkivkilogrammet förvaras, tillsammans med dess sex officiella systerkopior, hos Bureau International des poids et mesures (BIPM) i Sèvres utanför Paris. Arkivkilogrammet är gjort av en legering av 90 % platina och 10 % iridium, en blandning som ska minimera risken för att massan förändras på grund av oxidation eller slitage. Höjd och diameter är 39mm, med lätt avrundade kanter. Den tillverkades 1879 i juvelerardistriktet Hatton Garden i London. Prototypen förvaras under tre glaskupor i ett kassavalv under sträng bevakning, både säkerhetsmässigt och miljömässigt. Tre separat förvarade nycklar behövs för att valvet ska kunna öppnas.
BIPM har från 1889 och framåt tillverkat över 80 kopior att användas som nationella prototyper.[1]
Problem med arkivprototypmätning
Problemet med denna definition var att det inte gick att säkerställa ett stabilt mått över tiden eller att använda ett tillräckligt noga mått i olika länder. Arkivkilogrammet och dess kopior förändrades över tiden. Skillnader på upp till 69 mikrogram har mätts upp. Det gick heller inte att veta om arkivkilogrammet var stabilt eller om det hade ökat i vikt genom någon kemisk process såsom rengöring eller minskat i vikt genom slitage.
Ny definition av kilogram
Ingen av SI-enheterna definieras numera med ett fysiskt föremål. Således definieras till exempel sedan 1967 längdmåttet meter inte längre mot en arkivmeter i Paris.
Strävan har varit att enheterna ska definieras av en grundläggande fysikalisk egenskap, vilken kan tas fram experimentellt, självständigt på olika platser. Massmått definieras numera genom att utnyttja Plancks konstant (h) i beräkning av först mekanisk och sedan elektrisk kraft mätt i watt. Från kraften i watt kan kraften beräknas i termer av Plancks konstant, och därifrån i massenheter. Eftersom mätningar sker på kvantmekanisk nivå, företrädesvis med mätinstrumentet wattvåg (engelska: watt balance), uppstår besvärliga mätförhållanden. Wattvågen mäter ett objekts massa såsom proportionell till produkten av dess elektriska styrka och spänning (som alltså mäts i watt).
En omdefinition av massenheten kilogram skedde 2019. Man har nu med hög noggrannhet mätt arkivkilogrammet med denna metod, och fastställt vikten i Planckkonstanttermer.
Källor
- The constant gardeners i The Economist 2011-01-29, sidan 71
Noter
- ^ BIPM:s webbplats, läst 2011-02-04
Externa länkar
Media som används på denna webbplats
A national prototype kilogram standard mass, number K4, kept by the National Institute of Standards and Technology, USA, one of two which serve as the official standard for defining all units of weight and mass in the United States. It is a polished cylinder made of 90% platinum - 10% iridium alloy, 39 mm (1.5 inches) in diameter and 39 mm high. It is an exact copy of the international prototype kilogram kept at the International Bureau of Weights and Measures (Bureau International des Poids et Measures) in Sevres, France It was one of 40 copies which were presented by France in 1884 to different nations as national standards. This copy, K4, serves as a secondary comparison standard, while its twin, K20, serves as the primary standard. In 1884, it differed in mass from the prototype kilogram by about 75 micrograms. Alterations to image: Removed aliasing artifacts (stripes) due to scanning of halftone photo using GIMP FFT filter.
Författare/Upphovsman: en:User:Greg L, Licens: CC BY-SA 3.0
A computer-generated image of the International Prototype kilogram (IPK), which is made from an alloy of 90% platinum and 10% iridium (by weight) and machined into a right-circular cylinder (height = diameter) of 39.17 mm. The IPK is kept at the Bureau International des Poids et Mesures (International Bureau of Weights and Measures) in Sèvres on the outskirts of Paris.
The geometry of this computer model was based on the actual specifications being used for experiments in new manufacturing techniques to produce new kilogram mass standards.
Solid model and ray-traced image was created using Cobalt CAD software.
This image was provided by the contributor because of the dearth of uncopyrighted photographs of the actual IPK. This is expected to be a chronic limitation given that…
- the IPK is stored in a vault nearly all the time,
- there is no general public access to the BIPM (and certainly none to the vault),
- and working copies of the IPK are used at the BIPM for routine calibrations for years on-end.
Författare/Upphovsman: Martinvl, Licens: CC BY-SA 4.0
In 1889 40 identical platinum-iridium kilogram weights were delivered to the International Bureau of Weights and Measures (BIPM). One was selected as the International Prototype Kilogram (IPK), four were kept as working copies and the rest were delivered to signatories of the Metre Convention. Another 40 were delivered in 1946, two of which were kept as working copies. On delivery each weight was calibrated against the IPK. Recalibrations were carried out in 1946, 1991 and 2014. The calibrations showed that the weights were not 100% stable relative to each other. This chart shows the variation of BIPM's working copies against the IPK. Note - the working copy with serial number 8 was stamped with a "41" in error, hence it is referred to as 8(41).