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キログラム

キログラム（またキログラムで）であるベースユニットの質量に国際単位系（SI）、メートル法単位シンボルを有する、キロ。これは、世界中の科学、工学、および商取引で広く使用されている尺度であり、日常会話では単に 1キロと呼ばれることがよくあります。

キログラム
ポイド フォンテ 1kg 01.jpg
一般情報
単位系SI基本単位
の単位質量
シンボルkg
コンバージョン
1 キロ...... に等しい ...
   常衡   ≒ 2.204 622 ポンド[注 1] 
   ブリティッシュ・グラビテーショナル   ≒ 0.0685 ナメクジ 

キログラムは、もともと 1795 年に 1リットルの水の質量として定義されました。この定義は単純ですが、実際に使用するのは困難でした。【なぜ？]現代に取って代わるキログラムの定義は、水の 1 リットルの質量の 30 ppm 以内に正確です。1799 年に、プラチナキログラム デ アーカイブスが質量の基準としてそれを置き換えました。1889年に、シリンダー白金-イリジウムは、キログラムの国際プロトタイプ（IPK）はメトリックシステムの質量の単位の標準となり、2019年までそう残った[1]キログラムはSI単位の最後物理的なアーティファクトによって定義されます。

キログラムは現在、固定された自然の基本定数に基づいて、秒とメートルで定義されています。[2]これにより、適切に装備された計量研究所は、正確なキログラム質量を決定するための一次標準として、キブル天秤などの質量測定機器を校正することができますが、IPK およびその他の精密キログラム質量は、すべての通常の二次標準として引き続き使用されます。目的。

定義

キログラムは、光 の速度c、特定の原子遷移周波数Δ ν Cs、プランク定数 hの 3 つの基本的な物理定数によって定義されます。正式な定義は次のとおりです。

キログラム、記号 kg は、質量の SI 単位です。これは、プランク定数を一定数値取ることによって定義される 時間であることが 6.626 070 15 × 10 -34 kg⋅mに等しい単位J⋅sで表さ 2 ⋅s -1、 計器及び 第二の面で定義されている Cおよび Δ νのCs。 [3] [4]

この定義は、古い定義と一致キログラムを行う：質量が30内に残るppmで1リットルの水の質量。[5]

以前の定義のタイムライン

Cité des Sciences et de l'Industrieに展示され ている国際キログラム原器のレプリカで、 保護用の二重ガラスのベルが特徴です。IPK は 2019 年までキログラムの一次標準として機能していました。
  • 1793 年:墓(キログラムの前兆) は、1リットル(dm 3 ) の水の質量として定義され、18841 年の穀物であると決定されました。[6]
  • 1795：グラムは、（1 / 1000キログラム）仮1立方の質量として定義されたセンチメートルの氷の融点での水の。[7]
  • 1799:キログラム デ アーカイブがプロトタイプとして製造されました。
  • 1875-1889は：メートル条約は1889年に国際1879年キログラム（IPK）のプロトタイプとその採用の産生をもたらす、1875年に署名されているこれは、質量が1つのDMの質量に等しいていた3大気圧下の水およびその最大密度の温度で、約 4  °Cです。
  • 2019：キロは、現在され、再定義の面でプランク定数によって承認されたとして国際度量衡総会2018年11月16日に（CGPM）。

名前と用語

キログラムは、名前の一部にSI プレフィックス(キロ) を持つ唯一の基本 SI 単位です。ワードキログラムまたはキログラムが由来しているフランス人 キロ、[8]それ自体た接頭辞を学んだ造語、ギリシャの幹χίλιοι khilioi「千」にgrammaギリシャ語から、自身を「小型軽量」について、後期ラテン語をγρβμμα . [9]単語キロはで、1795年にフランスの法律に書かれていたの政令18胚、[10]フランス人によって導入単位の暫定システム改定全国大会2年前、gravetは体重（のように定義されていたがpoids ) 1 立方センチメートルの水で、墓の1000 分の 1 に相当します。[11] 1795年の法令では、用語グラムは、こうして置換gravetを、そしてキログラムは置換墓。

フランス語のスペルは、1795年にこの単語が初めて英語で使用されたときにイギリスで採用され[12] [8]、アメリカではキログラムのスペルが採用された. 英国では両方のスペルが使用され、「キログラム」がはるかに一般的になっています。[13]重量または測定単位で取引するときに使用する単位を規制する英国の法律は、いずれのスペルの使用も禁止していません。[14]

19世紀にフランスのワードキロ、ショートニングのキロは、キログラムの両方を意味するために使用されている英語にインポートされた[15]とキロを。[16]もののキロの代替としては、に、許容可能であるエコノミスト例えば、[17]は、カナダ政府のTermiumプラスシステムの状態は、「SI（国際単位系）の使用、科学的および技術的な書面で、その後は」その使用を許可していないことそれは、Russ Rowlett の単位の辞書に「一般的な非公式名」として記載されています。[18] [19]とき、米国議会は1866年にメートル法の法的地位を与え、それは、単語の使用許可キロワードの代替としてキログラムを、[20]が、1990年に単語の状態取り消さキロを。[21]

SI システムは 1960 年に導入され、1970 年にBIPMはSI パンフレットの発行を開始しました。このパンフレットには、単位に関するCGPMによるすべての関連する決定と推奨事項が含まれています。SIパンフレットには「...単位記号やユニット名の省略形を使用することは許されない」と述べています。[22] [注 2]

キログラムが基本単位になる：電磁気の単位の役割

たまたま、SI の質量の基本単位としてグラムではなくキログラムが最終的に採用されたのは、ほとんどの場合、電磁気学の単位によるものです。関連する一連の議論と決定は、おおよそ 1850 年代に始まり、1946 年に事実上終了しました。 簡単に言えば、19 世紀の終わりまでに、アンペアやボルトなどの電気および磁気量の「実用単位」が実用化されました。使用する（例えば電信用）。残念なことに、それらは、当時流行していた長さと質量、センチメートルとグラムの基本単位と一致していませんでした。ただし、「実用ユニット」には純粋に機械的なユニットも含まれていました。特に、アンペアとボルトの積は、純粋に機械的な電力の単位であるワットを示します。長さの基本単位がメートルで質量の基本単位がキログラムであるシステムでは、ワットなどの純粋に機械的な実用単位が一貫していることがわかりました。実際、誰も秒を時間の基本単位として置き換えようとはしなかったことを考えると、長さと質量の基本単位のペアはメートルとキログラムだけであり、1. ワットは電力の一貫した単位であり、2.長さと時間の基本単位は、メートルとグラムに対する10の累乗の整数比である(システムは「メートル法」のままである) 3. 長さと質量の基本単位のサイズは実用に便利である. [注 3]これは、純粋に電気と磁気の単位をまだ除外します: ワットなどの純粋に機械的な実用単位はメートル・キログラム・秒のシステムで一貫していますが、ボルトやアンペアなどの明示的な電気と磁気の単位は等はございません。[注 5]これらの単位をメートル - キログラム - 秒のシステムと整合させる唯一の方法は、そのシステムを別の方法で変更することです: 基本次元の数を 3 (長さ、質量、時間) から増やす必要があります。 4つまで（前の3つと純粋に電気のもの1つ）。【注6】

19世紀末の電磁気学の単位の様子

19 世紀の後半に、センチメートル-グラム-秒単位系が科学研究に広く受け入れられるようになり、グラムを質量の基本単位として、キログラムを を使用して形成される基本単位の 10 進数として扱いました。メトリック プレフィックス。しかし、世紀が終わりに近づくにつれて、CGSシステムの電気と磁気のユニットの状態に不満が広がった. まず、絶対単位には 2 つの明らかな選択肢がありました。[注7]電磁気学：「静電」（CGS-ESU）方式と「電磁」（CGS-EMU）方式。しかし、主な問題は、これらのシステムのいずれにおいても、コヒーレントな電気および磁気ユニットのサイズが使いにくいことでした。たとえば、後にスタットオームと呼ばれる電気抵抗のESU 単位は、約9 × 10 11 オーム、後にabohmと名付けられた EMU ユニットは、10 −9 オーム。【注8】

この困難を回避するために、3 番目のユニット セットが導入されました。いわゆる実用ユニットです。実用的な単位は、コヒーレントな CGS-EMU 単位の 10 進数として取得され、結果として得られる大きさが実用的に便利であり、実用的な単位が可能な限り互いにコヒーレントになるように選択されました。[25]実用的な単位には、ボルト、アンペア、オームなど[26] [27]などの単位が含まれ、これらは後に国際単位系に組み込まれ、今日まで使用されています。[注 9]実際、メートルとキログラムが後に長さと質量の基本単位として選択された主な理由は、それらがメートルとグラムの合理的なサイズの 10 進数または約数の唯一の組み合わせであるということでした。ボルト、アンペアなどと何らかの方法で一貫性を持たせます。

その理由は、電気量は機械的、熱的なものと切り離せず、電流×電位差＝電力という関係でつながっているからです。このため、実際のシステムには、特定の機械的量のコヒーレントな単位も含まれていました。たとえば、前の式は、アンペア × ボルトがコヒーレントに導出された実用的な電力単位であることを意味します。[注 10]この単位はワットと名付けられました。エネルギーの一貫した単位は、ワットに秒を掛けたもので、ジュールと名付けられました。ジュールとワットにも便利な大きさがあり、エネルギー ( erg ) と電力 (1 秒あたりのエルグ)の CGS コヒーレント単位の 10 進数です。ワットは、センチメートル-グラム-秒のシステムでは一貫性がありませんが、メートル-キログラム-秒のシステムでは一貫性があり、長さと質量の基本単位が合理的なサイズの小数倍またはメートルの約数である他のシステムではありません。グラム。

ただし、ワットやジュールとは異なり、明示的な電気および磁気単位 (ボルト、アンペア...) は、(絶対 3 次元) メートル - キログラム - 秒のシステムでも一貫性がありません。実際、長さと質量の基本単位は、すべての実用的な単位が一貫している必要があります (ワットとジュール、ボルト、アンペアなど)。値は10 7 メートル(四分円と呼ばれる、地球の子午線の半分) および10 -11 グラム（と呼ばれる第十グラム[注11] ）。【注13】

したがって、実際の電気単位がコヒーレントである完全な絶対単位系は、象限-11番目のグラム-秒(QES) のシステムです。しかし、長さと質量の基本単位の大きさが非常に不便なため、QESシステムの採用を真剣に考える人はいませんでした。したがって、電気の実用化に取り組んでいる人々は、長さ、質量、力などに使用していた単位と一貫性のない電気量とエネルギーと電力の単位を使用しなければなりませんでした。

その間、科学者は完全にコヒーレントな別の絶対システムを開発しました。これはガウスシステムと呼ばれるようになりました。純粋な電気量の単位は CGE-ESU から取得され、磁気量の単位は CGS-EMU から取得されます。このシステムは、科学的な作業に非常に便利であることが証明され、今でも広く使用されています。ただし、そのユニットのサイズは、実際のアプリケーションでは大きすぎるか小さすぎる(桁違いに) ままでした。

最後に、これらすべてに加えて、CGS-ESU と CGS-EMU の両方、およびガウス系において、マクスウェル方程式は「非合理化」されています。これは、多くの労働者が厄介だと感じた4 π のさまざまな要因が含まれていることを意味します。そこで、それを修正するために、さらに別のシステムが開発されました。「合理化された」ガウス システムで、通常はローレンツ–ヘビサイド システムと呼ばれます。このシステムは、まだ物理学のいくつかのサブフィールドで使用されています。ただし、そのシステムの単位は、√ 4 π ≈ の因数でガウス単位に関連しています。3.5は、ガウス単位のマグニチュードのように、実際のアプリケーションには大きすぎるか小さすぎる大きさのままであることを意味します。

ジョルジの提案

1901 年、ジョバンニ ジョルジはこの状況を改善する新しい単位システムを提案しました。[28]彼は、ジュールやワットなどの機械的実用単位は、QES システムだけでなく、メートル - キログラム - 秒 (MKS) システムでも一貫していると述べた. [29] [注 14]もちろん、メートルとキログラムを基本単位として採用するだけでは (3 次元 MKS システムを取得する)、問題が解決しないことはわかっていました。ボルト、アンペア、オーム、およびその他の電気量および磁気量の実用単位についても同様です (すべての実用単位が一貫している唯一の 3 次元絶対システムは QES システムです)。

しかし、ジョルジは、すべての物理量は長さ、質量、時間の次元で表現可能でなければならないという考えを放棄すれば、ボルトと残りは一貫性を持たせることができると指摘し、電気量の第 4 基底次元を認めた. 新しい基本単位として、メートル、キログラム、および秒とは関係なく、実用的な電気単位を選択できます。4 番目の独立した単位の候補には、クーロン、アンペア、ボルト、オームが含まれていましたが、最終的には、計量学に関してはアンペアが最も便利であることが判明しました。さらに、電気ユニットを機械ユニットから独立させることで得られる自由度は、マクスウェル方程式を合理化するために使用できます。

純粋に「絶対的な」システム (つまり、長さ、質量、時間のみが基本次元であるシステム) を持つことをあきらめるべきであるという考えは、ガウスとウェーバー(特に、地球の磁場の有名な「絶対測定値」[30] : 54–56 )、そして科学界がそれを受け入れるのに時間がかかった — 多くの科学者が量の次元は長さ、質量、および時間は、何らかの形でその「基本的な物理的性質」を指定します。[31] : 24、26 [29]

Giorgiシステムの受け入れ、MKSAシステムとSIへの移行

1920 年代までに、次元分析ははるかによく理解されるようになり[29]、基本的な次元の数とアイデンティティの両方の選択は、利便性によってのみ決定されるべきであり、真に基本的なものは何もないということが広く受け入れられるようになりました。量の次元。[31] 1935 年、Giorgi の提案はIECによってGiorgi システムとして採用されました。それ以来、「MKSA」は慎重に使用されていますが[32]、MKS システムと呼ばれるようになったのはこのシステムです。1946 年にCIPMは、「MKSA システム」の電磁単位としてアンペアを採用する提案を承認しました。[33] : 109,110 1948 年に、CGPMは CIPM に「メートル条約を遵守しているすべての国による採用に適した、単一の実用的な測定単位系に関する勧告を行う」よう依頼しました。[34]これにより、1960 年に SI が開始されました。

要約すると、質量の基本単位としてグラムではなくキログラムが選ばれた究極の理由は、一言で言えばボルトアンペアでした. つまり、メートルとキログラムの組み合わせは、次のような長さと質量の基本単位の唯一の選択肢でした。 2. 長さと質量の基本単位はメートルとグラムの小数倍または約数である.3. 長さと質量の基本単位は便利なサイズを持っている.

CGS単位系とMKS単位系は20世紀前半から半ばにかけて共存していたが、1960年に国際単位系として「ジョルジ方式」を採用することが決定された結果、現在はキログラムがSI基本単位となっている。質量の単位であり、グラムの定義はキログラムの定義に由来します。

基本定数に基づく再定義

SIシステム2019再定義後：キログラムは現在の点で固定されている 第二の、 光の速度と プランク定数。さらに、 アンペアはキログラムに依存しなくなりました
当初はプランク定数をIPKで測定するために使用されていた Kibble天びんは、 実用化のための二次標準分銅の校正に使用できるようになりました。

一次標準としての国際キログラム原器の置き換えは、IPK とそのレプリカの質量が変化していたという長期間にわたって蓄積された証拠によって動機付けられました。IPK は、19 世紀後半に製造されて以来、そのレプリカから約 50 マイクログラム離れていました。これにより、キログラムの人工物を物理的な基本定数に直接基づいた定義に置き換えることを保証するのに十分正確な測定技術を開発するためのいくつかの競合する努力が行われました。[1] IPK やそのレプリカなどの物理的標準塊は、依然として二次標準として機能します。

国際度量衡委員会 (CIPM) は、2018 年 11 月に、プランク定数を正確に定義することによってキログラムを定義するSI 基本単位の再定義を承認しました。6.626 070 15 × 10 -34  kg⋅m 2 ⋅s -1、効果的に第二及び計器の点でキログラムを定義します。新しい定義は 2019 年 5 月 20 日に発効しました。[1] [3] [35]

再定義の前に、キログラムおよびキログラムに基づく他のいくつかの SI 単位は、1799 年から 1889 年まではキログラム デ アーカイブ、1889 年以降は国際キログラム原器という人工の金属人工物によって定義されていました。[1]

1960年に、計器、以前に同様にその上に2つのマークを有する単一の白金-イリジウムバーを参照して定義されていたが、不変の物理定数（によって放射される光の特定の放射の波長の観点で再定義されたクリプトン、[36 ]以降光の速度) これにより、規格は、仕様書に従って異なる実験室で独立して複製することができます。

2005 年の国際度量衡委員会(CIPM)の第 94 回会合では、キログラムについても同じことを行うことが推奨されました。[37]

2010年10月に、CIPMはでの検討のための決議を提出する投票国際度量衡総会（CGPM）キロはで定義されることを「意図のノートを取る」ためにプランク定数、H寸法を有しています（エネルギーと時間の積、したがって質量 × 長さ2 / 時間) と他の物理定数。[38] [39]この決議は、2011 年 10 月のCGPM の第 24 回会議[40]で受け入れられ、2014 年の第 25 回会議でさらに議論された[41] [42]。彼らはデータがまだ修正された定義を採用するために十分に堅牢で表示されませんでした、そしてその作業は26日の会合で採択を可能にするために継続すべきである、2018年に予定と結論づけた[41]このような定義は、理論的には可能であった任意の装置を可能にします十分な精度、正確性、および安定性を備えている限り、使用されるプランク定数の観点からキログラムを描写します。キブルバランスはこれを行うための一つの方法です。

このプロジェクトの一環として、非常に異なるさまざまなテクノロジーとアプローチが考慮され、長年にわたって調査されました。これらのアプローチの一部は、最終的に物理定数に基づく、または物理定数に追跡可能な測定技術と材料特性を使用して、オンデマンドでキログラム質量の新しい試作品を再現可能に（並外れた労力を費やして）再現可能な製造を可能にする装置と手順に基づいていました。他のものは、手動で調整されたキログラムのテスト質量の加速度または重量のいずれかを測定し、物理定数へのトレーサビリティを可能にする特別なコンポーネントを介して電気的な用語でそれらの大きさを表すデバイスに基づいていました。すべてのアプローチは、重量測定を質量に変換することに依存しているため、実験室での重力の強さの正確な測定が必要です。すべてのアプローチは、定義された値で 1 つまたは複数の自然の定数を正確に固定していました。

SI倍数

ので、SI接頭語は、測定単位の名前またはシンボル内（直列連結）に連結されないことがあり、SI接頭語は、単位と共に使用されるグラムではなくキログラム既にその名前の一部として接頭辞を有します。[43]たとえば、100 万分の 1 キログラムは 1  mg (1 ミリグラム) であり、1  μkg (1 マイクロキログラム) ではありません。

グラムの SI 倍数 (g)
約数 倍数
値 SI記号 名前 値 SI記号 名前
10 −1グラムdg デシグラム 10 1グラムダグ 十gram星
10 −2グラムcg センチグラム 10 2グラム水銀 ヘクトグラム
10 −3グラムミリグラム ミリグラム 10 3グラムkg キログラム
10 −6グラムμg マイクログラム 10 6 gでマグネシウム メガグラム (トン)
10 −9グラムng ナノグラム 10 9グラムGg ギガグラム
10 −12グラムページ ピコグラム 10 12グラムTg テラグラム
10 -15 gのfg フェムトグラム 10 15グラムPG ペタグラム
10 −18グラムアグ アトグラム 10 18グラム例えば エクサグラム
10 -21 gのzg ゼプトグラム 10 21 gでZg ゼタグラム
10 -24 gのうん ヨクトグラム 10 24 gでイグ ヨタグラム
一般的な接頭辞付きのユニットは太字で示しています。【注15】
  • マイクログラムは通常、医薬品および栄養補助食品のラベル表示では、混乱を避けるために「mcg」と省略されます。これは、「μ」接頭辞が技術分野以外では必ずしもよく認識されているとは限らないためです。[注 16] (「mcg」という表現は、「ミリセンチグラム」として知られる廃止されたCGS測定単位の記号でもあり、10  μg に相当します。)
  • 英国では、マイクログラムが省略されたときにミリグラムとマイクログラムを混同して重大な投薬エラーが発生したため、スコットランドの緩和ケアガイドラインでは、1 ミリグラム未満の用量はマイクログラムで表す必要があり、 word microgramは完全に書かなければならず、「mcg」や「μg」を使用することは決して許されません。[44]
  • hectogram（100g）を、通常と呼ばれるイタリアの小売食品貿易の非常に一般的に使用される単位であるettoが短いため、ettogrammo hectogramイタリア、。[45] [46] [47]
  • 以前の標準的なスペリングと略語 "deka-" と "dk" は、"dkm" (デカメートル) や "dkg" (デカグラム) などの略語を生み出しました。[48] 2020年現在、[更新]略語「dkg」(10 g) は、中央ヨーロッパの一部の小売店で、チーズや肉などの一部の食品にまだ使用されています。[49] [50] [51] [52] [53]
  • 単位名のメガグラムはめったに使用されませんが、通常は、SI 標準との特に厳密な整合性が求められる技術分野でのみ使用されます。ほとんどの場合、代わりにトンという名前が使用されます。トンとその記号 "t" は、1879 年に CIPM によって採用されました。これは、SI と共に使用するために BIPM によって受け入れられた非 SI 単位です。BIPM によると、「この単位は、一部の英語圏の国では「メートル法トン」と呼ばれることがあります。」[54]メガトンまたはメガトン(Mt)という単位名は、温室効果ガス排出量に関する一般的な関心のある文献でよく使用されますが、この主題に関する科学論文の同等の単位はテラグラム (Tg) であることがよくあります。

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ノート

  1. ^ avoirdupois ポンドは、米国慣用単位系と帝国単位系の両方の一部です。それは正確に次のように定義されます 0.453 592 37 キログラム。
  2. ^ フランス語のテキスト (信頼できるテキスト) には、「 Il n'est pas autorisé d'utiliser des abréviations pour les symboles et noms d'unités ...」と記載されています。
  3. ^ メートルとキログラムが 3 つの条件をすべて満たすことがわかっている場合、他の選択肢は満たされないことを示しましょう。パワーのコヒーレントな単位は、長さ、質量、および時間の基本単位に関して書き出すと、(質量の基本単位) × (長さの基本単位) 2 / (時間の基本単位) 3です。ワットはメートル-キログラム-秒システムでコヒーレントであると述べられています。したがって、1 ワット= (1kg ) × (1 メートル) 2 /(1 秒) 3 . 2 番目はそのままにしておき、長さの基本単位をL mに、質量の基本単位をM kgに変更すると、パワーのコヒーレント単位は ( M kg ) × ( L m ) 2であることに注意してください。/(1 s ) 3 = M L 2 × (1kg ) × (1 メートル) 2 /(1 s ) 3 = M L 2ワット。長さと質量の基本単位は、電力のコヒーレント単位がワットであるようなものであるため、M L 2 = 1 が必要です。したがって、長さの基本単位をL の係数で変更した場合、ワットがコヒーレント単位のままである場合は、質量の基本単位を1/ L 2 の係数で変更する必要があります。長さの基本単位小数点作るために非実用的であろう複数メートルのを（10メートル、100 メートル以上）。したがって、我々の唯一のオプションは、長さの基本単位小数ようにすることです約数メートルのを。これは、メートルを10 分の 1に減らしてデシメートル (0.1 m )、または100 の係数でセンチメートルを取得するか、1000 の係数でミリメートルを取得します。長さの基本単位をさらに小さくすることは現実的ではありません (たとえば、次の小数点以下の係数、10 000 は、10 分の 1 ミリメートルの長さの基本単位を生成するため、これら 3 つの係数 ( 10、 100、および1000 ) は、長さの基本単位に関する唯一の許容可能なオプションです。しかし、その場合、質量の基本単位は1 キログラムよりも大きくなければなりません。これは、それぞれ次の要因によります: 10 2 = 100、 100 2 =10 000、および1000 2 =10 6 . 言い換えれば、ワットは、長さと質量の基本単位の次のペアの一貫した単位です。0.1メートルと100kg、1cmと10 000  kg、および1mmと1 000 000  kgの。最初のペアでも、質量の基本単位は非現実的に大きく、100 kgであり、長さの基本単位が小さくなると、質量の基本単位はさらに大きくなります。このように、第2の時間残っベースユニットと仮定し、メートルキログラムの組み合わせは、長さ及び質量の両方のための基本単位は、いずれも大きすぎたり小さすぎるように、唯一のものであるとそれらが小数倍数または部門であるようメートルとグラム、そしてワットが首尾一貫した単位であるようなもの。
  4. ^ 基本量が長さ、質量、時間であり、それらの 3 つだけであるシステム。
  5. ^ 私たちは1つの3次元「絶対」システムがあることがわかります[注釈4]ここで、すべての実用的な単位は長さの基本単位である1たボルト、アンペア、等：を含む、コヒーレントであります10 7  m であり、質量の基本単位は10 −11 グラム。明らかに、これらの規模は実用的ではありません。
  6. ^ 温度、のもの：一方、独立した理由のために、最終的には7の合計で、三つの追加の基本寸法をもたらし、並列展開があった光度、及び物質の量は。
  7. ^ つまり、長さ、質量、および時間を基本次元として持ち、CGS システムで一貫性のある単位です。
  8. ^ かなり長い間、ESU ユニットと EMU ユニットには特別な名前がありませんでした。たとえば、抵抗の ESU ユニットと言うだけです。AE Kennellyが1903 年になって初めて、EMU ユニットの名前は、対応する「実用ユニット」の名前の前に「ab-」(「 absolute」の略で、「abohm」、「 abvolt '、' abampere ' など)、および ESU ユニットの名前は、接頭辞 'abstat-' を使用して同様に取得され、これは後に 'stat-' に短縮されます ('statohm'、' statvolt ' を指定します)。 、「スタタンペール」など）。[23] : 534–5この命名システムは米国で広く使用されていましたが、ヨーロッパではそうではなかったようです。[24]
  9. ^ SI 電気単位の使用は、本質的に世界中で普遍的です (オーム、ボルト、アンペアなどの明確な電気的単位に加えて、具体的に電力を定量化するときにワットを使用することもほぼ普遍的です)。これは、米国と英国でさえもそうです。これらの 2 つの注目すべき国は、SI システムの広範な国内採用にさまざまな程度で抵抗し続けている数少ない国の 1 つです。しかし、SI 単位の採用に対する抵抗は、主に機械的単位 (長さ、質量、力、トルク、圧力)、熱単位 (温度、熱)、および電離放射線を表す単位(放射性核種と呼ばれる放射能、吸収線量、線量同等); 電気ユニットには関係ありません。
  10. ^ で交流（AC）回路一方は導入することができ、電力の三種類、活性な反応性、及び明らかに：。これら 3 つは寸法が同じであり、基本単位 (つまり、kg盤<0x8B><0x85>mm 2 <0x8B><0xE2><0x8B><0x85><0x85><0x85><0x85>ss -3 ) で表すと同じ単位ですが、それぞれに異なる名前を使用するのが通例です。それぞれ、ワット、ボルト-アンペア反応性、およびボルトアンペア。
  11. ^ 当時、ジョージ・ジョンストン・ストーニーが提案したシステムを使用して、小数倍数と数量の約数を表すのが一般的でした。このシステムは、例を使って説明するのが最も簡単です。10 進数の倍数の場合:10 9 グラムはgram-nineと表されます。10 13  mはメートル 13などになります。10 -9 グラムは9 番目のグラムとして表されます。10 -13  mは13 メートルなどになります。システムはメートル法の接頭辞を使用する単位でも機能します。10 15 センチメートルはセンチメートル-15 になります。ルールを詳しく説明すると、次のようになります。「10 の累乗の指数は、乗数として機能し、指数が正の場合は追加の基数によって、指数が負の場合は接頭辞付きの序数によって表されます。 .' [26]
  12. ^ これは、絶対単位でも実用単位でも、電流は単位時間あたりの電荷であるため、時間の単位は電荷の単位を電流の単位で割ったものであることからも明らかです。実際のシステムでは、時間の基本単位が秒であることがわかっているため、アンペアあたりのクーロンは秒を表します。CGS-EMU の時間の基本単位はアンペアあたりのアブクーロンですが、電流と電荷の単位はどちらも同じ変換係数を使用するため、その比率はアンペアあたりのクーロンと同じです。0.1、EMU と実用単位 (クーロン/アンペア = (0.1 アブクーロン)/(0.1 アンペア) = アブクーロン/アンペア)。したがって、EMU の時間の基本単位も秒です。
  13. ^ これは、たとえばボルト、アンペア、クーロンの定義から EMU 単位で示すことができます。ボルトは次のように選択されました10 8 EMU 単位 ( abvolts )、アンペア0.1 EMU 単位 (アンペア)、およびクーロンは0.1 EMU 単位 ( abcoulombs )。ここで、基本 CGS 単位で表すと、アブボルトはg 1/2 ·cm 3/2 /s 2、アンペアはg 1/2 ·cm 1/2 /s であり、アブクーロンはg 1/2・cm 1/2 . Lセンチメートル、Mグラム、T秒に等しい長さ、質量、時間の新しい基本単位を選択するとします。次に、電位の単位は、アブボルトの代わりに ( M × g) 1/2 ·( L × cm) 3/2 /( T × s) 2 = M 1/2 L 3/2 / T 2 × g 1/2 ·cm 3/2 /s 2 = M 1/2 L 3/2 / T 2アブボルト。この新しい単位をボルトにしたいので、M 1/2 L 3/2 / T 2 =10 8。同様に、電流の新しい単位をアンペアにする場合、 M 1/2 L 1/2 / T =0.1であり、新しい電荷の単位をクーロンにしたい場合、 M 1/2 L 1/2 =0.1。これは、3 つの未知数を含む 3 つの方程式のシステムです。中央の方程式を最後の方程式で割ると、 T = 1 が得られるため、2 番目は時間の基本単位のままである必要があります。[注 12]最初の方程式を中央の方程式で割ると (そしてT = 1という事実を使用)、 L =10 8 /0.1 =10 9なので、長さの基本単位は10 9 センチ=10 7  m個。最後に、最終式を二乗してM =0.1 2 / L =10 −11なので、質量の基本単位は10 −11 グラム。
  14. ^ これを見るために、最初に、エネルギーの次元はM L 2 / T 2 であり、力の次元はM L 2 / T 3であることに注意してください。これらの寸法式の 1 つの意味は、質量の単位がM の因数で、長さの単位がL の因数で、時間の単位がT の因数で変更された場合、エネルギーの単位は次のように変化するということです。因数M L 2 / T 2との倍力の単位M L 2 / T 3。これは、積M L 2が一定になるように長さの単位を減らし、同時に質量の単位を増やしても、エネルギーとパワーの単位は変わらないことを意味します。明らかに、これはM = 1/ L 2 の場合に発生します。さて、長さの基本単位が10 7  m質量の基本単位は10 −11 グラム。長さの基本単位がL ×10 7  m質量の基本単位は1/ L 2 ×10 −11  g、ここでLは任意の正の実数。我々は、設定された場合はLを=10 -7では、長さの基本単位としてメートルを取得します。次に、対応する質量の基本単位は1/(10 −7 ) 2 ×10 −11 グラム=10 14 ×10 −11 グラム=10 3 グラム=1kg .
  15. ^ 基準:英国国立コーパスと現代アメリカ英語コーパスでの合計 5 回以上の出現。これには、 -gramと the- gram の両方のスペルの単数形と複数形の両方が含まれます。
  16. ^ SI記号「μg」ではなく略語「mcg」を使用することは、2004年に医療機関認定合同委員会(JCAHO) の「使用禁止」リストで医療従事者に対して正式に義務付けられました。略語、頭字語、および記号手書きの「μg」と「mg」は互いに混同され、1000 倍の過剰投与 (または投与不足) を引き起こす可能性があるためです。この指令は、 Institute for Safe Medication Practicesによっても採択されました。

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外部リンク

外部画像
image iconBIPM: 3 つのネストされたベル ジャーの IPK
image iconNIST: K20、卵の木枠の蛍光灯パネルの上に置かれた米国国立プロトタイプ キログラム
image iconBIPM:質量比較前の 1 kg の試作品の蒸気洗浄
image iconBIPM:ボールト内の IPK とその 6 つの姉妹コピー
image iconThe Age: Avogadro Project のシリコン球
image iconNPL: NPL のワットバランスプロジェクト
image iconNIST:オーストリア製の精密天びんであるこの特定のルプレヒト天びんは、1945 年から 1960 年まで NIST によって使用されました。
image iconBIPM: FB-2 フレクシャ ストリップ バランス、100 億分の 1 キログラム (0.1  μg) の標準偏差を特徴とする BIPM の最新の精密天びんです。
image iconBIPM: 1 μg の分解能と 4 kg の最大質量が特徴のMettler HK1000 天びん。NIST およびサンディア国立研究所の一次標準研究所でも使用されています。  
image iconMicro-g LaCoste: FG-5 絶対重力計(図)、国立研究所で重力を 2 μGal の精度で測定するために使用 
  • NIST は、キログラムを定義するための「ワット バランス」法の精度を向上させます
  • 英国の国立物理研究所 (NPL):物理的なアーティファクトの観点からキログラムを定義することによって何か問題が発生しますか? (FAQ - 質量と密度)
  • NPL: NPL ワット天秤
  • フランスの計量:ワット天秤
  • オーストラリア国立標準研究所:アボガドロ定数によるキログラムの再定義
  • 国際度量衡局（BIPM）：ホームページ
  • NZZ Folio: 1 キログラムの実際の重さ
  • NPL:質量、重量、力、負荷の違いは何ですか?
  • BBC:キログラムの単位を取得する
  • NPR: This Kilogram Has A Weight-Loss Problem、米国国立標準技術研究所の物理学者リチャード・シュタイナーへのインタビュー
  • キログラムの再定義のためのアボガドロ定数と大臼歯プランク定数
  • 待望のキログラム定義の実現
  • サンプル、イアン (2018 年 11 月 9 日)。「バランスで: 科学者は、1 世紀で最初のキログラムへの変更に投票します」 . ガーディアン。2018 年11 月 9 日に取得。

動画

  • BIPM YouTube チャンネル
  • 「物理学におけるプランク定数の役割」 - 2018 年 11 月にフランスのベルサイユで開催された第 26 回 CGPM 会議で、IPK に取って代わる投票が行われました。
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