中車石家莊車輛有限公司  李宗亮

第26屆國際計(jì)量大會1號決議，千克、安培、開爾文、摩爾將分別由普朗克常數(shù)h、基本電荷e、波爾茲曼常數(shù)k和阿伏伽德羅常數(shù)N_A定義，并將于2019年5月20日“世界計(jì)量日”正式生效。計(jì)量是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動，現(xiàn)行《中華人民共和國計(jì)量法》第三條規(guī)定“國家采用國際單位制”，因此了解國際單位制及其變化很有必要。

下面我們將分別說說這四個(gè)國際單位制基本單位目前使用中的定義和它們將被定義的物理常數(shù)：

（1）千克是質(zhì)量的SI單位名稱，定義是“千克是質(zhì)量單位，等于國際千克原器的質(zhì)量。”1883年法國用90%的鉑和10%的銥所組成的鉑銥合金，制成了直徑和高都為39毫米的圓柱體千克原器，并于1889年被第一屆國際計(jì)量大會所承認(rèn)，在1901年第三屆國際計(jì)量大會上被正式定義。實(shí)物基準(zhǔn)的缺點(diǎn)是易磨損，表面也會污染，不穩(wěn)定。1989年，在國際計(jì)量局的統(tǒng)一安排下，世界各國陸續(xù)將其持有的千克基準(zhǔn)與“國際千克”進(jìn)行了比對，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各國家基準(zhǔn)的質(zhì)量年均增長0.5μg。

修訂后，千克將采用普朗克常數(shù)h的固定數(shù)值定義。其原理是將移動質(zhì)量1千克物體所需機(jī)械力換算成可用普朗克常數(shù)表達(dá)的電磁力，再通過質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式算出質(zhì)量。

（2）安培是國際單位制中電流的SI單位名稱，其定義是：“在真空中，截面積可忽略的兩根相距1m的無限長平行圓直導(dǎo)線內(nèi)通以等量恒定電流時(shí)，若導(dǎo)線間相互作用力在每米長度上為2×10^-7N，則每根導(dǎo)線中的電流為1A?！爆F(xiàn)在使用的安培定義是一個(gè)理論上的定義，難以復(fù)現(xiàn)。目前用約瑟夫森效應(yīng)保持電壓伏特基準(zhǔn)，用霍爾效應(yīng)(或稱克里青效應(yīng))保持電阻歐姆基準(zhǔn)，再利用歐姆定律實(shí)現(xiàn)電流基準(zhǔn)。

修訂后，用電子電荷常數(shù)定義電流。

將千克定義在普朗克常數(shù)之上，同時(shí)約定基本電荷的數(shù)值，便可以將約瑟夫森常數(shù)K_J馮克利青常數(shù)R_k的數(shù)值確定，由 K_j和R_k導(dǎo)出的電壓和電阻單位便自動落在SI框架內(nèi)。

（3）開爾文是國際單位制中熱力學(xué)溫度的SI單位名稱，它的定義是：“熱力學(xué)溫度開爾文是水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16?！彼娜帱c(diǎn)是指水的固態(tài)、液態(tài)、和汽態(tài)三相間平衡時(shí)所具有的溫度。

修訂后，用波爾茲曼常數(shù)定義。

（4）摩爾是物質(zhì)的量的SI單位的名稱，用于表示物質(zhì)的量，它的定義是：“摩爾是一個(gè)系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元（原子、分子、離子、電子及其他粒子，或這些粒子的特定組合）數(shù)與0.012kg碳12的原子數(shù)目相等?！庇捎?span>0.012kg碳12含有原子數(shù)目是6.022045×10²³個(gè)，這個(gè)數(shù)目叫做阿伏加德羅常數(shù)。

修訂后，用直接用阿伏伽德羅常數(shù)定義。

那么這些常數(shù)的值又是如何確定的呢？

對于特定的物理常數(shù)，可心通過多種方式加以測量，相應(yīng)地便產(chǎn)生了一個(gè)不同來源的結(jié)果之間是否協(xié)調(diào)一致的問題。在SI以前的有關(guān)決議中，明確規(guī)定被采用的基本物理常數(shù)值必須由國際科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)委員會（CODATA）提供，國際科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)委員會（CODATA）是1966年在國際科學(xué)協(xié)會理事會（ICSU）的領(lǐng)導(dǎo)下成立的，其宗旨是在全世界范圍內(nèi)促進(jìn)科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)的搜集、分析和編撰工作。CODATA下屬的一個(gè)基本常數(shù)工作組，專門負(fù)責(zé)與基本常數(shù)有關(guān)的事宜。

國際計(jì)量局（BIPM）權(quán)威解答：我們并不固定或修訂任何用于單位定義的常數(shù)的量值?；疚锢沓?shù)的量值是天然不變的，我們只是固定每個(gè)常數(shù)在采用SI單位進(jìn)行表達(dá)時(shí)的數(shù)值。我們通過固定基本常數(shù)的數(shù)值來定義常數(shù)測量單位的大小。

參考書目：1.《一級注冊計(jì)量師基礎(chǔ)知識及專業(yè)實(shí)務(wù)》上冊，中國質(zhì)出版社

          2.《國際單位制與基本物理常數(shù)》張常山編著，東南大學(xué)出版社

          3.《中國計(jì)量》2019.1