إعادة تعريف الوحدات الأساسية في النظام الدولي للوحدات: الفرق بين النسختين
[نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
لا ملخص تعديل وسمان: تحرير من المحمول تعديل ويب محمول |
ط روبوت: إزالة قوالب: يحرر; تغييرات تجميلية |
||
سطر 1:
{{قيد التطوير}}
للحصول على دليل موضعي لهذا الموضوع: راجع [[مخطط النظام المتري]].
[[
[[
اقترحت [[اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس]](CIPM) [1]: 23 تعديلاً بسيطا [[وحدة دولية أساسية|لوحدات الأساس SI]] ، وبالنظر فيها في [[
السطر 32 ⟵ 31:
وقد نشر عدد من [[مؤلف|المؤلفين]] انتقادات للتعريفات الغير مستعملة - بما في ذلك أن الاقتراح قد فشل في معالجة تأثير كسر الرابط بين تعريف الدالتون {11} وتعريفات الكيلوغرام ، ومول وثابت أفرجادور.
== الخلفية ==
المقال الرئيسي: تاريخ النظام المتري.
تم تطوير البنية الأساسية لـ SI حوالي 170 عامًا (1791 حتى 1960). منذ عام 1960 ، جعلت التطورات التكنولوجية من الممكن معالجة نقاط الضعف المختلفة في SI ، مثل الاعتماد على القطع الأثرية لتحديد الكيلوغرام.
== تطوير SI ==
خلال السنوات الأولى من '''الثورة الفرنسية''' ، قرر '''قادة الجمعية الوطنية التأسيسية الفرنسية''' إدخال نظام جديد تماما من القياس على أساس مبادئ المنطق والظواهر الطبيعية.
وعلى وجه التحديد ، تم تعريف '''جهاز القياس''' على أنه واحد من عشرة ملايين من المسافة من القطب الشمالي إلى خط الاستواء ، والكيلوغرام ككتلة من الألف من المتر المكعب من الماء النقي.
السطر 53 ⟵ 52:
وفي عام 1921 ، تمت مراجعة اتفاقية القياس وتم تمديد ولاية CGPM لتوفير معايير لجميع وحدات القياس ، وليس فقط الكتلة والطول. في السنوات التالية تولى CGPM مسؤولية توفير معايير التيار الكهربائي (1946) ، والإضاءة (1946) ، ودرجة الحرارة (1948) ، والوقت (1956) والكتلة المولية (1971).
[[[[
أصدرت CGPM (1948) توجيهات إلى CIPM "لتقديم توصيات لنظام عملي واحد لوحدات القياس ، مناسبة للتبني من قبل جميع البلدان التي تلتزم باتفاقية عداد". [20] وقدمت التوصيات المستندة إلى هذه الولاية إلى الدورة الحادية عشرة (CGPM) (1960) حيث تم قبولها رسمياً وحصلت على اسم "Système International d'Unités" واختصارها " [[SIL1]][21]
== حافز للتغيير ==
لا يعد تغيير المبادئ الأساسية وراء تعريف وحدات قاعدة SI سابقة. حددت CGPM الحادية عشر (1960) مقياس SI من حيث الطول الموجي لإشعاع الكريبتون 86 ، لتحل محل شريط متر ما قبل SI.
حل (CGPM 13 (1967) محل التعريف الأصلي للثاني (الذي كان يعتمد على [[الحساب الخلفي لدوران الأرض]] في عام 1900) مع تعريف يعتمد على تردد الإشعاع الصادر بين مستويين مفرطين من الحالة الأرضية من السيزيوم 133 ذرة. وحلت CGPM (1983).
السطر 76 ⟵ 75:
في الاجتماع الخامس والعشرين (18-20 نوفمبر 2014) ، تبين أنه "على الرغم من [التقدم المحرز في المتطلبات الضرورية] ، فإن البيانات لا تبدو قوية بما فيه الكفاية بالنسبة إلى CGPM لاعتماد SI المعدل في اجتماعها الخامس والعشرين" ، [37] وبالتالي تأجيل المراجعة إلى الاجتماع التالي في عام 2018. هناك مشروع منقح [[لمشروع القرار A]] للنظر فيه في الاجتماع السادس والعشرين للـ [[CGPM. [[38]]
== المقترح ==
بناءً على توصية اللجنة الاستشارية للوحدات (CCU)، اقترحَ [[المكتب الدولي للأوزان والمقاييس]] (BIPM) أنهُ بالإضافة إلى سُرعة الضوء، فإنه يجب تحديد أَربعة ثوابت طبيعية أُخرى لتكون لها قيم دقيقة. باستعمال القيم المُوصى بها للتوحيد بواسطة التعديل 2017 ل[[لجنة بيانات العلوم والتقنية]]، فإنها ستكون:
السطر 88 ⟵ 87:
واقترحت وحدة CCU أيضًا أن يتم الاحتفاظ بالقيم العددية المرتبطة بالثوابت التالية دون تغيير:
*: في [[
*: حالة قاعدية [[بنية فائقة الدقة]] تقسم تردد من ال[[سيزيوم]] -
*: [[
يتم إعادة التعاريف السبعة السابقة بعد تحويل [[وحدات مشتقة|الوحدات المشتقة]] ([[جول]]، [[كولوم]]، [[هيرتز]]،[[لومن]] و[[واط]]) إلى الوحدات الأساسية (ال[[ثانية]]، [[متر]]، [[كيلوغرام]]، [[أمبير]]، [[
{{cite web
|title=Draft of the ninth SI Brochure
السطر 102 ⟵ 101:
|date=10 November 2016
|accessdate=2017-01-12
}}</ref>
:* Δ''ν''<sub>Cs</sub> = Δ''ν''(<sup>133</sup>Cs)<sub>hfs</sub> = {{val|9192631770|u=s<sup>−1</sup>}}
السطر 115 ⟵ 114:
بالإضافة إلى ذلك يقترح CIPM التالي:
* تقاعد الكيلوغرام الدولي الأول وإلغاء التعريف الحالي للكيلوغرام .
* التعريف الحالي للامبير ينسخ .
* التعريف الحالي لل[[كلفن]] ينسخ والتعريف الحالي لل[[مول]] يتم تنقيحه.
وستؤثر هذه التغييرات في إعادة تحديد الوحدات الأساسية للنظام الدولي للوحدات ، على الرغم من أن تعاريف وحدات النظام SI المشتقة من حيث الوحدات الأساسية ستظل كما هي.
== التأثير على تعريف الوحدات الأساسية ==
أوصى مقترح CCU بتعديل نص تعاريف جميع الوحدات الأساسية أو إعادة كتابته ;بتغيير التركيز من وحدة صريحة إلى تعاريف من النوع الثابت.[[40]]
السطر 142 ⟵ 141:
المقياس: هو طول المسار المسير بالضوء في الفراغ خلال فاصل زمني لـ{{val|299792458}}
=== الكيلو غرام ===
[[
|المسار = http://www.bipm.org/en/scientific/elec/watt_balance/
|العنوان = The BIPM watt balance
السطر 159 ⟵ 158:
من نتائج هذا التغيير أن التعريف الجديد للكيلوغرام يعتمد على تعريفات الثانية والمتر.
==
يخضع تعريف [[الأمبير]] في الوقت الحالي الذي يصعب تحديده بدقة عالية في الممارسة ، تعريفا أكثر سهولة وأسهل في الإدراك.
السطر 169 ⟵ 168:
'''تعريف مقترح''': إن الأمبير ،يرمز له [[A]] ، هو وحدة SI للتيار الكهربائي. يتم تعريفه عن طريق أخذ القيمة العددية الثابتة للشحنة الابتدائية e لتكون 1.602176634 × 10-19 عند التعبير عنها في الوحدة C ، التي تساوي A⋅s ، حيث يتم تعريف القيمة الثانية من حيث ΔνCs.
بما أن التعريف الحالي يحتوي
النتائج الأخرى لهذا هي أنه في SI يتم تثبيت قيمة نفاذية الفراغ (μ0) عند 4π × 10−7 H⋅m − 1 بالضبط. {[[44]]}
السطر 191 ⟵ 190:
من نتائج التغييرات المقترحة على تعريف الأمبير أن التعريف لن يعتمد على تعريفات الكيلوغرام والمتر ، بل سيعتمد على تعريف الثانية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن القيم العددية لنفاذية الفراغ ، وسماحية الفراغ ، ومقاومة الفضاء الحر ، والتي ، في التعريف الحالي دقيقة ، ستخضع لخطأ تجريبي.{[[46]]}
== وحدة كلفن ==
يخضع تعريف [[كلفن]] لتغيير أساسي. بدلاً من استخدام النقطة الثلاثية من الماء لإصلاح مقياس درجة الحرارة ، يوصي المقترح باستخدام [[مكافئ الطاقة]] كما هو موضح بواسطة [معادلة بولتزمان].
السطر 201 ⟵ 200:
وواحدة من هذه نتائج هذا التغيير أن التعريف الجديد يجعل تعريف الكلفن يعتمد على تعريفات الثانية ، والمتر ، والكيلوغرام.
== وحدة مول ==
[[
يربط التعريف الحالي لـ [[Mole (وحدة)|مول]] بالكيلوغرام. وسيقوم التعريف المقترح بقطع هذه الصلة عن طريق جعل وحدة المول عددًا محددًا من الكيانات من المادة المعنية.
السطر 212 ⟵ 211:
:'''التعريف المقترح:''' {{r | cipm_106 | p = 22}} وحدة مول ، الرمز {mol} ، هي وحدة SI لكمية المادة. يحتوي المول الواحد على كيانات أولية {{val | 6.02214076 | e = 23}}. وهذا الرقم هو القيمة العددية الثابتة لـ [[أفوغادرو ثابت]] ، '' N '' <sub> A </ sub> ، عندما يتم التعبير عنها في الوحدة mol .
'''مقدار المادة ''':ويرمز له ب'' n '' وهو
إحدى نتائج هذا التغيير :هي أن العلاقة الحالية المحددة بين كتلة ذرة <sup> 12 </ sup> C ، و [[وحدة الكتلة الذرية|دالتون]] ، والكيلوغرام ، وعدد Avogadro لن تكون صالحة بعد الآن.
السطر 219 ⟵ 218:
* عدد الدالتون في جرام هو بالضبط القيمة العددية لرقم Avogadro.
وتنطوي صياغة مسودة الكتيب الرقمي التاسع على المعنى الأول ، وهو ما يعني أن الثانية لن تكون صحيحة بعد الآن.
ش إن [[mass mass mass constant]] ، في حين أنه لا يزال مع دقة بالغة
== وحدة كانديلا ==
السطر 232 ⟵ 231:
بينما '''تعريف مقترح''': إن {كانديلا} ،يرمز لها {cd} ، هو وحدة SI من شدة الإضاءة في اتجاه معين. يتم تعريفه من خلال أخذ القيمة العددية الثابتة للفعالية المضيئة للإشعاع أحادي اللون من التردد 540 × 1012 هرتز ، كدك ، لتكون 683 عند التعبير عنها في الوحدة lm⋅W − 1 ، والتي تساوي cd⋅sr⋅W − 1 أو cd⋅sr⋅kg − 1⋅m − 2⋅s3 ، حيث يتم تعريف الكيلوغرام والمتر والثاني من حيث h و c و ΔνCs.
== التاثير على إعادة إنتاج الوحدات الأساسية ==
ملاحظة {[[4]]} {[[49]]} ، سيتم تعريف جميع الوحدات الأساسية من حيث الثوابت الفيزيائية العامة ، ولكن بدون روابط مباشرة بين الثوابت ووحدات القاعدة. وبالتالي ستكون هناك حاجة لستة ثوابت فيزيائية لتحديد الوحدات الأساسية الست.
تم تصميم SI لأول مرة ، كان هناك أكثر من ستة ثوابت فيزيائية مناسبة يمكن للمصممين الاختيار من بينها. على سبيل المثال ، بمجرد تحديد الطول والوقت ، يمكن استخدام ثابت الجاذبية العالمي G ، من وجهة نظر الأبعاد ، لتحديد الكتلة.
السطر 240 ⟵ 239:
[ملاحظة 6] التي كان من الممكن أن تؤدي إلى الحد الأعلى من قابلية تكرار الكيلوغرام في حوالي 10-5 ، في حين أن الكيلوغرام الدولي الحالي يمكن قياسه باحتساب 1.2 × 10−8. ]
وقد تم اختيار الثوابت الفيزيائية على أساس الحد الأدنى مع عدم
== متغيرات الثوابت الفيزيائية الأساسية ==
الثوابت الفيزيائية الأساسية غالباً ما تعتمد بشكل كبير على بعضها البعض. وهذا يعني أن أفضل قيمة لثابت فيزيائي أساسي ، واحد أقل قدر من عدم اليقين بالتمام، ويمكن تحديده من خلال قياس الثوابت الفيزيائية الأساسية الأخرى مباشرة ، والتي يمكن حساب القيمة منها.
السطر 260 ⟵ 259:
| Mass of [[كيلوغرام|IPK]]<ref group="Note">Technically, the mass of International Prototype Kilogram would no longer be a "fundamental physical constant" when the artefact is abandoned in the new SI.</ref> || <math>m(\mathcal{K})</math> || 1 kg || none || exact || <math>m(\mathcal{K})</math> || <math>m(\mathcal{K})</math> || <math>1.2 \times 10^{-8} = u_\text{r}(m(\mathcal{K}))</math>
|-
| [[ثابت بلانك]] || <math>h</math> || <math>\frac{8 \alpha}{c \mu_0 K_\text{J}^2}</math> || <math>K_\text{J}^2</math> || <math>1.2 \times 10^{-8} \approx 2 u_\text{r}(K_\text{J})</math> || {{val|6.62607015|e=-34}}<br /> kg⋅m<sup>2</sup>⋅s<sup>−1</sup> || none || exact
|-
| [[Josephson constant]] || <math>K_\text{J}</math> || <math>K_\text{J}</math> || <math>K_\text{J}</math> || <math>6.1 \times 10^{-9} = u_\text{r}(K_\text{J})</math> || <math>\frac{2 e}{h}</math> || none || exact
السطر 266 ⟵ 265:
| [[تأثير هول الكمي]] || <math>R_\text{K}</math> || <math>\frac{c \mu_0}{2 \alpha}</math> || <math>\alpha</math> || <math>2.3 \times 10^{-10} = u_\text{r}(\alpha)</math> || <math>\frac{h}{e^2}</math> || none || exact
|-
| [[شحنة أولية]] || <math>e</math> || <math>\frac{4 \alpha}{c \mu_0 K_\text{J}}</math> || <math>K_\text{J}</math> || <math>6.1 \times 10^{-9} \approx u_\text{r}(K_\text{J})</math> || {{val|1.602176634|e=-19}}<br /> A⋅s || none || exact
|-
| [[نفاذية الفراغ]] || <math>\mu_0</math> || {{val|4|end=''π''|e=-7}} m⋅kg⋅s<sup>−2</sup>⋅A<sup>−2</sup> || none || exact || <math>\frac{2 h \alpha}{c e^2}</math> || <math>\alpha</math> || <math>2.3 \times 10^{-10} = u_\text{r}(\alpha)</math>
السطر 284 ⟵ 283:
|| <math>\frac{2 h R_{\infty} N_\text{A}}{c \alpha^2 A_\text{r}(\text{e})}</math> || <math>\alpha^2</math> || <math>4.7 \times 10^{-10} \approx 2 u_\text{r}(\alpha)</math>
|-
| [[ثابت أفوجادرو]] || <math>N_\text{A}</math> || <math>\frac{c^2 \alpha \mu_0 K_\text{J}^2 A_\text{r}(\text{e}) M_\text{u}}{16 R_{\infty}}</math> || <math>K_\text{J}^2</math> || <math>1.2 \times 10^{-8} \approx 2 u_\text{r}(K_\text{J})</math> || {{val|6.02214076|e=23}}<br /> mol<sup>−1</sup> || none || exact
|-
| Atomic mass of carbon-12 || <math>m(^{12}\text{C})</math> || <math>\frac{192 R_{\infty}}{c^2 \alpha \mu_0 K_\text{J}^2 A_\text{r}(\text{e})}</math> || <math>K_\text{J}^2</math> || <math>1.2 \times 10^{-8} \approx 2 u_\text{r}(K_\text{J})</math> || <math>\frac{24 h R_{\infty}}{c \alpha^2 A_\text{r}(\text{e})}</math> || <math>\alpha^2</math> || <math>4.7 \times 10^{-10} \approx 2 u_\text{r}(\alpha)</math>
السطر 296 ⟵ 295:
| [[ثابت الغازات العام]] || <math>R</math> || <math>R</math> || <math>R</math> || <math>5.7 \times 10^{-7} = u_\text{r}(R)</math> || <math>k N_\text{A}</math> || none || exact
|-
| [[ثابت بولتزمان]] || <math>k</math> || <math>\frac{16 R R_{\infty}}{c^2 \alpha \mu_0 K_\text{J}^2 A_\text{r}(\text{e}) M_\text{u}}</math> || <math>R</math> || <math>5.7 \times 10^{-7} \approx u_\text{r}(R)</math> || {{val|1.380649|e=-23}}<br /> kg⋅m<sup>2</sup>⋅K<sup>−1</sup>⋅s<sup>−2</sup> || none || exact
|-
| [[Stefan–Boltzmann constant]] || <math>\sigma</math> || <math>\frac{256 \pi^5 R^4 R_{\infty}^4}{15 c^7 \alpha^7 \mu_0 K_\text{J}^2 A_\text{r}(\text{e})^4 M_\text{u}^4}</math> || <math>R^4</math> || <math>2.3 \times 10^{-6} \approx 4 u_\text{r}(R)</math> || <math>\frac{2 \pi^5 k^4}{15 h^3 c^2}</math> || none || exact
السطر 346 ⟵ 345:
}}</ref>{{Rp|17–23}}، وفي نفس اليوم رداً على اعتماد اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس للقيم النهائية{{r|cipm_106|p=22}}، نشر فريق مهام لجنة بيانات العلوم والتقنية على الثوابت الأساسية قيمه الموصى بها لعام 2017 للثوابت الأربعة (مع عدم اليقين) والقيم العددية المقترحة لإعادة تعريف (بدون عدم التيقين).{{r|codata_2017}}
== وحدة القياس دالتون ==
في عام 1993 ، وافق الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) على استخدام الدالتون كبديل لوحدة الكتلة الذرية الموحدة مع المؤهلات التي لم تعطها CGPM.
== تعليق ==
في عام 2010 ، نشر
من التغييرات المقترحة في «New SI »تناولت فقط القضايا المتعلقة بتعريف الوحدات الأساسية بما في ذلك
السطر 365 ⟵ 364:
رحب بعض المراقبين باقتراح ترسيخ تعريف التيار الكهربائي على شحنة الإلكترون بدلًا من التعريف الحالي لقوة بين سلكين متوازيين يحملان التيار - نظرًا لطبيعة التفاعل الكهرومغناطيسي بين جسمين على مستوى الديناميكا الكهربائية الكوانتية يختلف نوعًا ما عن الطبيعة في المستويات الكهربية الديناميكية الكلاسيكية ، ويعتبر من غير المناسب استخدام الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية لتحديد الكميات الموجودة في المستويات الكهربية الديناميكية الكمومية. [[46]]
== قياس Avogadro ==
عندما تم الإبلاغ عن حجم الاختلاف بين IPK والنماذج الأولية للكيلوغرام الوطني في عام 2005 ، نشأ نقاش حول أفضل طريقة لإعادة تعريف الكيلوغرام - هل يجب تحديد الكيلوغرام من حيث كتلة ذرة السيليكون -28 ؟!أو يجب تحديدها باستخدام الرصيد Kibble؟!
السطر 375 ⟵ 374:
يعرّف كتيب SI (الطبعة الثامنة) الدالتون من حيث كتلة ذرة 12C: وهو يحدد ثابت أفوغادرو من حيث هذه الكتلة والكيلوغرام ، مما يجعله يحدد بالتجربة يعمل هذا المقترح على إصلاح ثابت أفوغادرو ، ويحتفظ مسودة كتيب SI التاسع [[10]] بتعريف دالتون من حيث 12C ، مع التأثير على كسر الرابط بين الدالتون والكيلوغرام.[[65]] [[66]]
== درجة الحرارة ==
'''درجة الحرارة ''': هي نوع من الغموض - يمكن قياس درجة حرارة الغرفة عن طريق توسيع وتقلص سائل في ميزان حرارة ، ولكن درجات الحرارة المرتفعة غالباً ما ترتبط بلون.
السطر 390 ⟵ 389:
تقوم اللجنة الاستشارية لقياس الحرارة ، وهي جزء من اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس ، بنشر تحليل ميداني (تقنية عملية) ، تم تحديثه آخر مرة في عام 1990 ، لقياس درجة الحرارة التي ، عند درجات حرارة منخفضة جدًا وفي درجات حرارة عالية جدًا ، تستفيد بشكل كبير من ربط الطاقة لدرجة الحرارة عبر ثابت بولتزمان. [[67]] [[68]].
== كثافة مضيئة ==
يجادل فوستر بأن "كثافة الضوء [الشمعة] ليست كمية فيزيائية ، ولكن كمية ضوئية موجودة في الإدراك البشري" ، وبالتالي تتساءل عما إذا كان ينبغي أن تكون الشمعة وحدة أساسية. [[59]]
== التطبيق ==
==المراجع==
{{مراجع|2}}
== مصادر إضافية ==
==روابط خارجية==
|