Návrhy nových definicí základních jednotek SI

11. říjen 2010 | 06.00 |

SI logoS tím, jak roste rozsah vědeckých poznatků bude zřejmě docházet k novým definicím fyzikálních jednotek na základě přesnějších metod, založených na jevech probíhajících v atomech. Dojde zřejmě i k přehodnocení Mezinárodní soustavy jednotek SI. Možná vzniknou i nové fyzikální veličiny a odpovídající jednotky pro jejich vyjádření. Na vině je zejména jednotka hmotnosti kilogram, která je doposud definována na základě platinoiridového prototypu. Jednotka elektrického proudu ampér je rovněž s ohledem na současnou přesnost měření stanovena poněkud problematicky. Současná soustava jednotek SI má své slabiny, uvažuje se o jejich předefinování.

Nové definice jednotek by  měly být vázány na základní fyzikální konstanty jako jsou: elementární elektrický náboj e, Planckova konstanta h, Boltzmannova konstanta k a Avogadrova konstanta NA.

V roce 2005 vydal Mezinárodní výbor pro váhy a míry (CIPM) doporučení k zahájení přípravných kroků na vytvoření nových definicí kilogramu, ampéru, kelvinu a molu, které se budou vztahovat na základní fyzikální konstanty.

Návrhy vypadají následovně:

Kilogram je hmotnost tělesa, jehož ekvivalentní energie je rovna energii takového počtu fotonů, že součet jejich frekvencí je přesně [(299 792 458)2/66 260 693] . 1041 Hz. Přitom se využije Einsteinův vztah mezi hmotností a energií a Planckův vztah pro energii fotonu.

Ampér je elektrický proud, který odpovídá toku přesně 1/(1,602 176 33 . 10–19) elementárních nábojů za sekundu.

Kelvin je změna termodynamické teploty, která vede ke změně tepelné energie kT přesně o 1,380 605 05 . 10–23 J.

Mol je takové množství látky, které obsahuje přesně 6,022 141 5 . 1023 specifikovaných elementárních jedinců, což mohou být atomy, molekuly, ionty, elektrony, jiné částice nebo jejich specifikované skupiny.

Metr je taková délková jednotka, že rychlost světla ve vakuu je přesně rovna 299 792 458 m/s.

Sekunda je taková jednotka času, že frekvence přechodu mezi sousedními hladinami hyperjemné struktury základního stavu atomu cesia 133 je přesně rovna 9 192 631 770 Hz.

Kandela je taková jednotka svítivosti v daném směru, že spektrální světelná účinnost monochromatického záření o frekvenci 540 . 1012 Hz je přesně rovna 683 lm/W.

V běžné praxi se zavedení nových jednotek neprojeví, ale v metrologii a vědních oborech závislých na přesném měření bude situace komplikovanější. Pokud budou nové definice jednotek přijaty, uspokojí to potřeby metrologie i kvantových fyzikálních disciplín a soustava SI bude nadále vytvářet spojení mezi vědou a praxí.

Zdroj: Lubomír Sobotka

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2.33 (3x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší