科科學:1 公斤的精準度下篇,蒲朗克的逆襲

by Casper
2011.10.24 08:00AM
321
是科科學:1 公斤的精準度下篇,蒲朗克的逆襲這篇文章的首圖

  

上次的故事跟大家分享到一半,在繼續之前,先稍微前情題要一下...

簡單說就是科學家們近三十年來,一直在努力尋找能夠用來替代 Le Grand K,也就是所謂「公斤標準原器」的東東,而上次介紹過來自德國的團隊 -- 亞佛加厥(Avogadro),走的是拿排列、原子數量較可被掌握的純矽(Si 28)來打造原器,接下來要補完的,則是蒲朗克(Planck)團隊的故事。

該團隊的核心人物,是美國國家標準與技術局(NIST)的物理學家 Richard Steiner,他在馬里蘭州(Maryland)打造了一個兩層樓的金屋 小天堂,裡頭安放了一台特調的瓦特秤(Watt Balance,目前的亞佛加厥常數也是由類似的裝置來決定),目前仍在校正迴圈中,期望將來持續改善準確度,並用來決定平衡 Le Grand K 重量的對應電壓,讓原器可以大樂退。(小瓦範例美照如下,非 Richard Steiner 所打造的那台)

fba9204cde2d731a1fbcc3578438f75c

(來源:Wikipedia

瓦特秤的原理跟計算中(詳情請參考 wiki 大神),則有一常數「蒲朗克常數」(h),也是該團隊名稱的由來;Richard Steiner 為了讓該瓦特秤不會受到外在因子干擾,多年來他也嘗試了相當多的方法,來盡可能減少瓦特秤的誤差;基本盤是規定車子要離該建築遠遠低,避免震動、電磁等外因,讓瓦特秤有些微的誤差,他也嘗試過將瓦特秤用混凝土跟外界隔絕,不過目前所採用、同時也是最有效的方法,則是將瓦特秤以玻璃纖維跟外界隔開,並將內部抽真空。

而目前所能夠達到的精準度(重量所對應到電壓的量測數值),已經可以跟亞佛加厥團隊媲美,Richard Steiner 還表示他認為以瓦特秤來作為替代方案,會比矽球來的好,畢竟瓦特秤相對的可複製性,要比矽球高多了,只要能夠決定 Le Grand K 的對應電壓,那將來就可以此為基準,來複製原器;不過亞佛加厥團隊的方法核心,就是簡單的加法,比起瓦特秤公式內複雜的常數相乘所可能產生的誤差,或許會比較小一點。

但最終兩個團隊都承認,彼此都有所優缺點,或許將來可以互相印證,讓將來的公斤原器能夠近乎完美。

更多相關閱讀:

 

2 則回應