千克的定义标准是国际单位制(SI)中的基本质量单位。在2019年经历了一次重大改变,之前的定义是基于国际度量衡系统中的国际公斤原器,也就是一种特定的铂铱合金制成的原器的质量。但千克的定义是采用普朗克常数h的固定数值来进行定义,其中h的单位为Js,等于kg·m^2·s^-1。
1. 千克的最初定义
千克最初的定义始于1791年,它与长度单位有关。当时规定了1立方分米的纯水在4摄氏度时的质量为1千克。
2. 克的作为质量基本单位的计划
18世纪末期,法国科学院计划将克作为质量基本单位,并制作实物基准器。但由于技术限制,这个计划并没有得到实施。
3. 新的千克定义
根据国际计量***会单位制***会的建议,千克的新定义为:千克,符号kg,是质量的SI单位。它采用普朗克常数h的固定数值6.62607015×10^-34定义,其单位为Js,等于kg·m^2·s^-1。
4. 国际公斤原器
千克被定于等同于国际公斤原器的质量。国际公斤原器是一块在1889年制造的铂铱合金,存储在法国塞夫勒的国际度量衡局。只有国际单位制的***才能访问并使用国际公斤原器。
5. 国际千克原器
在此之前的一百多年里,千克的定义是法国巴黎国际度量衡局总部地下的一个铂铱合金圆柱体,也被称为国际千克原器(IPK)或大K。
6. 能量与质量的关系
新的千克定义是基于质量和能量之间的基本关系。这种关系在爱因斯坦的质能方程E=mc^2中得到体现,其中能量等于质量乘上光速的平方。
7. 千克与升的关系
千克几乎精确等同于一升水的质量。这是因为在国际公斤原器的定义中,其质量和水的密度以及体积单位升之间有着密切的关系。
千克是国际单位制中质量的基本单位。它的定义在2019年通过采用普朗克常数h的固定数值进行重新定义,这意味着千克的大小不再依赖于实物基准器,而是通过固定数值来确定。这一改变使得千克的定义更加准确和稳定,为各行各业的测量提供了更可靠的基准。
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