国際質量基準：２００年ぶり見直し 1889年のキログラム原器から１２０年、プランク定数基準

今日はかなり硬い
話かも知れません。o(^-^)o

右の写真は、独立
行政法人産業技術
総合研究所の計量
標準総合センターに
大切に保管されている
「日本国キログラム原器」。

何かって？

名前でわかるように
貴方の体重を測る
もとです。

質量（わかる人だけ）の
単位のキログラムって
「一辺が10 cmの立方体の
体積の、最大密度における
蒸留水の質量」と定義
されていたんですが、
1889年に直径、高さとも
約39 mmの円柱形状で、
白金90％、イリジウム10％の
合金でできている
「国際キログラム原器の質量」に
置き換えられました。

「日本国キログラム原器」は
１８９０年に国際度量衡局
から日本に配布されたもので、
国際キログラム原器と
同じ形状材質のものです。

それ以来約30年ごとに
国際度量衡局が保管する
国際キログラム原器と
比較校正され、その質量値の
同等性が確認されて
いるんです。

判りました？

でも今日の本題は違います。

この記事。

国際質量基準：２００年ぶり見直し　ゲンキがなくなる　キログラム原器ですが…

質量の単位「キログラム」を定義する
国際基準が約２００年ぶりに見直される。
目安となる人工物を使ってきたが、
ミクロの世界を記述する量子論に
登場する「プランク定数」をもとに
決めるという。
２１日までパリで開かれていた
国際度量衡総会で検討が始まった。

この記事ちょっと違う。

まず、１７９９年にキログラム
原器がパリに置かれましたが
国際基準となったのは
上で言った通り１８８９年です
から、基準の見直しと
いうことでは１２０年ぶり。

国際度量衡総会では
質量基準だけをどうこう
というものではありません。

国際単位系（SI)という
ものがあって、いろんな
単位の中で
「長さ（メートル）」
「質量（キログラム）」
「時間（秒）」
「電流（アンペア）」
「温度（ケルビン）」
「物質量（モル）」
「光度（カンデラ）」
の七つが基本の
単位で他の単位は
この七つをもとに
定義されています。

右の図はその
関係図。

計量標準総合センターのHP
http://www.nmij.jp/library/units/
から引用しました。

ここの単位の定義、
変遷なども日本語で
説明されているので
ご覧になってください。

国際単位のおおもとの説明はここ↓

SI base units

http://www.bipm.org/en/si/base_units/



で、毎日の記事の
もとの発表がこれ

On the possible future revision of the SI
http://www.bipm.org/en/si/new_si/

毎日の記事のように
基本単位のうちの
キログラムだけは
人工物なので、微妙に
変化してしまい、アンペア
の定義にも影響して
しまいます。

それでこの際新たな定義を
しようと。


えいやっというと、
上の７つの単位は
これからもいろんな
量を表現するための
基本の単位として
扱います。

ただ、その値は
７つの単位に対して
独立に国際基準を
決めるというのでなく
物理学などでわかって
いるこの世界を組み
立てている基本の
定数をもとに決めようと
するんです。

その具体的なものがこれ↓
What changes are proposed?
http://www.bipm.org/en/si/new_si/what.html

従来の七つの物理量の
定義ではありません。
あえてそのまま。

1. the ground state hyperfine splitting
frequency of the caesium 133 atom
(133Cs)hfs is exactly 9 192 631 770 hertz,

2. the speed of light in vacuum c is
exactly 299 792 458 metre per second,

3. the Planck constant h is exactly
6.626 06X x 10–34 joule second,

4 .the elementary charge e is exactly
1.602 17X x 10–19 coulomb,

5. the Boltzmann constant k is exactly
1.380 6X x 10–23 joule per kelvin,

6. the Avogadro constant NA is exactly
6.022 14X x 1023 reciprocal mole,

7. the luminous efficacy Kcd of monochromatic
radiation of frequency 540 x 1012 Hz is
exactly 683 lumen per watt,


the hertz, joule, coulomb, lumen, and watt,
with unit symbols Hz, J, C, lm, and W, respectively,
are related to the units second, metre, kilogram,
ampere, kelvin, mole, and candela,
with unit symbols s, m, kg, A, K, mol, and cd, respectively,
according to Hz = s–1, J = m2 kg s–2, C = s A,
lm = cd m2 m–2 = cd sr, and W = m2 kg s–3,



３，５，６の定義を見て
ください。

高校大学で習った？重要な定数。

プランク定数、ボルツマン定数、
アボガドロ定数などの基本
定数が出てきます。

これらの定数って光速と
同じく物理学上の絶対的
なもの。

ですからこれらをSI単位系
で定義すれば結果として
SI単位系の値が決まると
いう考え方。

新定義の１番目が基本で、
秒の定義は従来と同じく
セシウム１３３の振動数。

これも絶対値ですから。

そうすると、絶対速度の
光速をメートルと秒で
定義することで、結果と
してメートルが決まって
います。

こんな感じで決める
わけ。

毎日の記事のキログラムを
決めるには？

エネルギーの基本単位を
表すプランク定数は
JS（ジュールセカンド）で
定義されています。

そうなればJ = m2 kg s–2
（数字はべき乗）ですから
結果としてキログラムが
定義されるということに
なるんです。

毎日新聞の記者が
いう「ゲンキがなくなる」
なんてことでなく、
その中の基本の単位の
定義の仕方が根本的に
変わるということなんですね。

文科系の方は？？？
でしょうか。o(^-^)o

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