「公斤」物理定義上的改變生效 不用減重就變輕?

就在今天,「公斤」一詞物理定義上的改變開始生效,IPK (國際公斤原器)廢棄!可能拿來啟動宇宙魔方了!這可是物理界的大事!

「公斤」物理定義上的改變,你不用作任何事,體重(應該說是「體質量」)可能就會變輕,可惜的是,從體重計上完全看不出來。

在今天之前,所有的物理基本量測中,只有「公斤」不是用物理常數(光速、原子光譜、基本電荷、波茲曼常數…)所定義,而是用一個人造物:國際公斤原器(International Prototype of Kilogram,簡稱IPK),一個由90%的白金與10%的「銥」所打造的金屬塊,對,就是那個可以穩定宇宙魔方的銥元素 。(所以復仇者聯盟第一集,洛基奪取銥元素其實可以改到巴黎的國際標準局地下室奪取公斤原器,不過大概只有物理學家會關心這個吧 XD)

存放於巴黎國際度量衡局的國際公斤原器IPK,內含100公克的銥(10%),這不是實體照片,而是電腦繪圖,看起來跟宇宙魔方很搭(來源:維基百科)。
存放美國標準局(NIST: National Institute of Standards and Technology)的IPK複製品(來源:NIST)。

每個國家的度量衡機構,都得複製一個公斤原器回去,當作各國的質量標準,再以此製造度量衡工具,才不會發生買菜被偷斤減兩這種事——看吧!物理學家還是很重視民生的!不過最近發現,這些複製的公斤原器,跟原版IPK比起來,有越來越輕的趨勢!

這下問題嚴重了!

量體重就是看你是標準質量的幾倍→公斤原器變輕→你的體重除以公斤原器重量的倍數變多→體重變重了!

冤枉啊!大人!我沒有亂吃東西!(設計對白)

變了多少呢?國際公斤原器製作於1889年,這一百多年來,各國複製品比起公斤原器少了數十到一百多「微克」(百萬分之一公克)不等。

從5月20日(國際度量衡日)開始,「公斤」這個單位被重新定義為:能使普朗克常數剛好為h = 6.62607015×10−34 kg⋅m2⋅s−1的質量,其中的秒與公尺已經由光速與銫原子光譜所定義。

什麼是普朗克常數?這就要來讀量子力學了,至少也要讀近代物理,不然你連你體重怎麼算的都不知道…

不過你在體重計上、菜市場的電子秤上、以及日常生活各方面,都不會看到任何改變,因為影響大概只有一千萬分之一左右。

 

 

(本文經東海大學應用物理系授權轉載)

 

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