§ 1.17 द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण की प्रकृति लोरेंत्ज़ द्वारा स्वीकार की गई ज़ोलनर की व्याख्या, जैसा कि ज्ञात है, कि विपरीत चिह्न के दो विद्युत आवेशों का आकर्षण बल एक ही चिह्न के दो आवेशों के प्रतिकर्षण बल से थोड़ा अधिक होता है और वही निरपेक्ष मान.

§ 3.13 परमाणु प्रतिक्रियाएँ और द्रव्यमान दोष प्रकृति में होने वाले सभी परिवर्तन ऐसी अवस्था के होते हैं कि जितना कुछ एक शरीर से छीन लिया जाता है, उतना ही दूसरे में जोड़ा जाता है। तो, अगर थोड़ा सा पदार्थ कहीं खो गया है, तो वह दूसरी जगह बढ़ जाएगा... यह सार्वभौमिक प्राकृतिक है

परिशिष्ट क्रमांक 3 पेपर पल्प से उत्पादों के उत्पादन की तकनीक 1 किलोग्राम पेपर पल्प (मैस्टिक) तैयार करने के लिए (ग्राम में): ग्राउंड चाक - 450 ओबी ग्रेड कैसिइन गोंद - 200 प्राकृतिक सुखाने वाला तेल - 100 रोसिन - 20 पेपर डस्ट (नॉप) ) - 200 एल्युमीनियम फिटकरी - 15 ग्लिसर इन

लंबाई का मानक पहले, मानक प्राकृतिक थे, उदाहरण के लिए, लंबाई का मानक, शायद, राजा चार्ल्स की बेल्ट थी। फिर राजा थोड़ा क्षत-विक्षत हो गया और अर्थव्यवस्था अस्त-व्यस्त हो गयी। इसलिए, हमने एक निश्चित अवधि के साथ एक पेंडुलम की लंबाई ली (इस प्रकार लंबाई मानक को मानक से जोड़ा गया)।

समय का मानक प्रकृति आवधिक प्रक्रियाओं से भरी है, इसलिए समय के प्राकृतिक मानक के साथ कोई समस्या नहीं थी, हालांकि मैं व्यक्तिगत रूप से पृथ्वी के घूर्णन को नहीं, बल्कि समय-समय पर निगलने की इच्छा की घटना को मानूंगा। क्योंकि पृथ्वी घूमती है या नहीं, हम दिन में ही देखते हैं, लेकिन खाते हैं

किसी पदार्थ की मात्रा का मानक मोल है, जो सामान्य तौर पर द्रव्यमान के मानक की नकल करता है, लेकिन मुख्य रूप से रासायनिक गणना की सुविधा के लिए इसे एक अवधारणा के रूप में रखा जाता है। कोई अलग मोल मानक नहीं है. परिभाषा के अनुसार, यह पदार्थ की वह मात्रा है जिसमें इतना कुछ होता है

तापमान मानक भौतिकी में कई अलग-अलग "तापमान" होते हैं, उच्च मेट्रोलॉजी एक को जानती है - थर्मोडायनामिक तापमान। यह वह है जो बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक के माध्यम से ऊर्जा से विशिष्ट रूप से संबंधित है (यही कारण है कि भौतिक विज्ञानी अक्सर ऊर्जा की इकाइयों में तापमान मापते हैं)

वर्तमान मानक ऐतिहासिक रूप से, विद्युत मात्रा के मानक पहले वर्तमान (गैल्वेनिक प्रक्रिया और जमा के वजन के माध्यम से) और प्रतिरोध (पारा सिलेंडर के प्रतिरोध के माध्यम से) थे, वोल्टेज ओम के नियम द्वारा निर्धारित किया गया था, और एक विशेष रूप से स्थिर गैल्वेनिक द्वारा प्रेषित किया गया था कक्ष

चमकदार तीव्रता का मानक प्रकाश प्रत्यक्ष मानव धारणा की सीमा में विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। इसलिए, प्रौद्योगिकी और, तदनुसार, मेट्रोलॉजी में, इस पर अधिक ध्यान दिया जाता है। जैसा कि ज्ञात है, प्रकाश की चार इकाइयाँ हैं - चमकदार प्रवाह, चमकदार तीव्रता, चमक और

बहुत अधिक परिशुद्धता जैसी कोई चीज़ नहीं है। यही कारण है कि अंतरराष्ट्रीय माप की एक प्रणाली बनाई गई है और दुनिया भर में मौजूद है, जो मनुष्य को ज्ञात सभी मापों के मानकों में व्यक्त की गई है। और माप की इकाइयों की कतार में केवल किलोग्राम मानक ही सबसे आगे है। आख़िरकार, वह एकमात्र ऐसा व्यक्ति है जिसके पास भौतिक, वास्तव में विद्यमान प्रोटोटाइप है। अंतरराष्ट्रीय मानक किलोग्राम का वजन कितना होता है और इसे किस देश में संग्रहित किया जाता है, इसका जवाब हम इस लेख में देंगे।

मानकों की आवश्यकता क्यों है?

उदाहरण के लिए, क्या अफ़्रीका और रूस में एक किलोग्राम संतरे का वज़न समान होता है? उत्तर हाँ, लगभग है। और मानक किलोग्राम, मीटर, सेकंड और अन्य भौतिक मापदंडों के मानकों को निर्धारित करने के लिए अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली को धन्यवाद। आर्थिक गतिविधि (व्यापार) और निर्माण (चित्रों की एकता), औद्योगिक (मिश्र धातुओं की एकता) और सांस्कृतिक (समय अंतराल की एकता) और गतिविधि के कई अन्य क्षेत्रों को सुनिश्चित करने के लिए माप मानक मानवता के लिए आवश्यक हैं। और यदि निकट भविष्य में आपका iPhone टूट जाता है, तो बहुत संभव है कि यह सबसे महत्वपूर्ण द्रव्यमान मानक के वजन में बदलाव के कारण हुआ हो।

मानकों का इतिहास

प्रत्येक सभ्यता के अपने मानक और मानक थे, जिन्होंने सदियों से एक-दूसरे का स्थान ले लिया। प्राचीन मिस्र में, वस्तुओं का द्रव्यमान कांतार या किक्कर में मापा जाता था। प्राचीन ग्रीस में ये प्रतिभाएँ और ड्रैकमास थे। और रूस में, माल का द्रव्यमान पाउंड या स्पूल में मापा जाता था। साथ ही, विभिन्न आर्थिक और राजनीतिक प्रणालियों के लोग इस बात पर सहमत दिखे कि द्रव्यमान, लंबाई या अन्य मापदंडों की माप की इकाई एक एकल संविदात्मक इकाई के बराबर होगी। दिलचस्प बात यह है कि प्राचीन काल में भी विभिन्न देशों के व्यापारियों के बीच एक पूड में एक तिहाई का अंतर हो सकता था।

भौतिकी और मानक

समझौते, अक्सर मौखिक और सशर्त, तब तक काम करते थे जब तक कोई व्यक्ति विज्ञान और इंजीनियरिंग को गंभीरता से नहीं लेता। भौतिकी और रसायन विज्ञान के नियमों की समझ, उद्योग के विकास, स्टीम बॉयलर के निर्माण और अंतर्राष्ट्रीय व्यापार के विकास के साथ, अधिक सटीक समान मानकों की आवश्यकता उत्पन्न हुई। तैयारी का काम लंबा और श्रमसाध्य था। दुनिया भर के भौतिकविदों, गणितज्ञों और रसायनज्ञों ने एक सार्वभौमिक मानक खोजने के लिए काम किया। और सबसे पहले, किलोग्राम का अंतर्राष्ट्रीय मानक, क्योंकि अन्य भौतिक पैरामीटर (एम्पीयर, वोल्ट, वाट) इसी पर आधारित होते हैं।

मीट्रिक कन्वेंशन

1875 में पेरिस के बाहरी इलाके में एक महत्वपूर्ण घटना घटी। तब, पहली बार, 17 देशों (रूस सहित) ने मीट्रिक सम्मेलन पर हस्ताक्षर किए। यह एक अंतरराष्ट्रीय संधि है जो मानकों की एकरूपता सुनिश्चित करती है। आज इसमें 55 देश पूर्ण सदस्य के रूप में और 41 देश सहयोगी सदस्य के रूप में शामिल हो गये हैं। इसी समय, अंतर्राष्ट्रीय वज़न और माप ब्यूरो और वज़न और माप की अंतर्राष्ट्रीय समिति बनाई गई, जिसका मुख्य कार्य दुनिया भर में मानकीकरण की एकता की निगरानी करना था।

प्रथम मीट्रिक सम्मेलन के मानक

मीटर का मानक प्लैटिनम और इरिडियम (9 से 1) के मिश्र धातु से बना एक शासक था जिसकी लंबाई पेरिस मेरिडियन के एक चालीस-मिलियनवें हिस्से की थी। एक ही मिश्र धातु से बना एक किलोग्राम मानक समुद्र तल से ऊपर मानक दबाव पर 4 डिग्री सेल्सियस (उच्चतम घनत्व) के तापमान पर एक लीटर (घन डेसीमीटर) पानी के द्रव्यमान के अनुरूप होता है। मानक सेकंड एक औसत सौर दिन की अवधि का 1/86400 हो गया। सम्मेलन में भाग लेने वाले सभी 17 देशों को मानक की एक प्रति प्राप्त हुई।

स्थान Z

प्रोटोटाइप और मूल मानक आज पेरिस के पास सेवरेस में चैंबर ऑफ वेट एंड मेजर्स में संग्रहीत हैं। यह पेरिस के बाहरी इलाके में है जहां मानक किलोग्राम, मीटर, कैंडेला (प्रकाश की तीव्रता), एम्पीयर (वर्तमान तीव्रता), केल्विन (तापमान) और मोल (पदार्थ की एक इकाई के रूप में, कोई भौतिक मानक नहीं है) संग्रहीत हैं। . इन छह मानकों पर आधारित वजन और माप की प्रणाली को इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (एसआई) कहा जाता है। लेकिन मानकों का इतिहास यहीं ख़त्म नहीं हुआ, यह तो बस शुरुआत थी।

एस.आई

मानकों की प्रणाली जिसका हम उपयोग करते हैं - एसआई (एसआई), फ्रांसीसी सिस्टमे इंटरनेशनल डी'यूनाइट्स से - इसमें सात बुनियादी मात्राएँ शामिल हैं। ये हैं मीटर (लंबाई), किलोग्राम (द्रव्यमान), एम्पीयर (करंट), कैंडेला (चमकदार तीव्रता), केल्विन (तापमान), मोल (पदार्थ की मात्रा)। अन्य सभी भौतिक राशियाँ मूल मात्राओं का उपयोग करके विभिन्न गणितीय गणनाओं द्वारा प्राप्त की जाती हैं। उदाहरण के लिए, बल की इकाई kg x m/s 2 है। संयुक्त राज्य अमेरिका, नाइजीरिया और म्यांमार को छोड़कर दुनिया के सभी देश माप के लिए एसआई प्रणाली का उपयोग करते हैं, जिसका अर्थ है किसी अज्ञात मात्रा की मानक के साथ तुलना करना। और एक मानक एक भौतिक मूल्य के बराबर है जिससे हर कोई सहमत है कि यह बिल्कुल सटीक है।

मानक किलो कितना है?

यह कुछ सरल प्रतीत होगा - 1 किलोग्राम का मानक 1 लीटर पानी का वजन है। लेकिन हकीकत में ये बात पूरी तरह सच नहीं है. लगभग 80 प्रोटोटाइप में से एक मानक किलोग्राम के रूप में क्या लिया जाए यह एक जटिल प्रश्न है। लेकिन संयोग से, इष्टतम मिश्र धातु संरचना को चुना गया, जो 100 से अधिक वर्षों तक चली। मानक किलोग्राम द्रव्यमान प्लैटिनम (90%) और इरिडियम (10%) के मिश्र धातु से बना है, और एक सिलेंडर है जिसका व्यास इसकी ऊंचाई के बराबर है और 39.17 मिलीमीटर है। इसकी सटीक प्रतियां भी बनाई गईं, जिनकी कुल संख्या 80 थी। किलोग्राम मानक की प्रतियां सम्मेलन में भाग लेने वाले देशों में स्थित हैं। मुख्य मानक पेरिस के बाहरी इलाके में संग्रहीत है और तीन सीलबंद कैप्सूल में ढका हुआ है। किलोग्राम मानक जहां भी स्थित है, हर दस साल में सबसे महत्वपूर्ण अंतरराष्ट्रीय मानक के साथ सामंजस्य स्थापित किया जाता है।

सबसे महत्वपूर्ण मानक

किलोग्राम का अंतर्राष्ट्रीय मानक 1889 में बनाया गया था और इसे फ्रांस के सेवर्स में अंतर्राष्ट्रीय वजन और माप ब्यूरो की एक तिजोरी में रखा गया है, जो तीन सीलबंद ग्लास कवर से ढका हुआ है। इस तिजोरी की चाबियाँ ब्यूरो के केवल तीन उच्च पदस्थ प्रतिनिधियों के पास हैं। मुख्य मानक के साथ, तिजोरी में इसके छह डुप्लिकेट या उत्तराधिकारी भी शामिल हैं। हर साल, मानक किलोग्राम के रूप में स्वीकार की जाने वाली मुख्य चीज़ को जांच के लिए पूरी तरह से हटा दिया जाता है। और हर साल वह और भी पतला होता जाता है। इस वजन घटाने का कारण नमूना निकालते समय परमाणुओं का अलग होना है।

रूसी संस्करण

मानक की एक प्रति रूस में भी उपलब्ध है। इसे ऑल-रशियन रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ मेट्रोलॉजी में संग्रहित किया गया है। सेंट पीटर्सबर्ग में मेंडेलीव। ये दो प्लैटिनम-इरिडियम प्रोटोटाइप हैं - नंबर 12 और नंबर 26। वे एक क्वार्ट्ज स्टैंड पर हैं, जो दो ग्लास कवर से ढके हुए हैं और एक धातु की तिजोरी में बंद हैं। कैप्सूल के अंदर हवा का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस, आर्द्रता 65% है। घरेलू प्रोटोटाइप का वजन 1.000000087 किलोग्राम है।

मानक किलोग्राम वजन कम हो रहा है

मानक तुलनाओं से पता चला कि राष्ट्रीय मानकों की सटीकता लगभग 2 माइक्रोग्राम है। उन सभी को समान परिस्थितियों में संग्रहीत किया जाता है, और गणना से पता चलता है कि मानक किलोग्राम सौ वर्षों में 3 x 10 −8 वजन कम करता है। लेकिन परिभाषा के अनुसार, अंतर्राष्ट्रीय मानक का द्रव्यमान 1 किलोग्राम से मेल खाता है, और मानक के वास्तविक द्रव्यमान में किसी भी परिवर्तन से किलोग्राम के मूल्य में परिवर्तन होता है। 2007 में, यह पता चला कि एक किलोग्राम सिलेंडर का वजन 50 माइक्रोग्राम कम होने लगा। और उनका वजन कम होना जारी है.

नई प्रौद्योगिकियां और वजन माप का एक नया मानक

त्रुटियों को दूर करने के लिए किलोग्राम मानक की नई संरचना की खोज चल रही है। मानक के रूप में सिलिकॉन-28 आइसोटोप की एक निश्चित मात्रा निर्धारित करने के लिए विकास हो रहे हैं। एक प्रोजेक्ट है "इलेक्ट्रॉनिक किलोग्राम"। नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी (2005, यूएसए) ने 1 किलोग्राम द्रव्यमान उठाने में सक्षम विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाने के लिए आवश्यक चीज़ों के आधार पर एक उपकरण डिज़ाइन किया। ऐसे माप की सटीकता 99.999995% है। न्यूट्रॉन के शेष द्रव्यमान के संबंध में द्रव्यमान निर्धारित करने में विकास हो रहा है। ये सभी विकास और प्रौद्योगिकियाँ हमें भौतिक द्रव्यमान मानक से बंधे रहने से दूर जाने, उच्च सटीकता और दुनिया में कहीं भी सामंजस्य स्थापित करने की क्षमता प्राप्त करने की अनुमति देंगी।

अन्य आशाजनक परियोजनाएँ

और जबकि दुनिया के वैज्ञानिक दिग्गज यह निर्धारित कर रहे हैं कि समस्या को हल करने का कौन सा तरीका अधिक विश्वसनीय है, सबसे आशाजनक एक ऐसी परियोजना मानी जाती है जिसमें समय के साथ द्रव्यमान नहीं बदलेगा। ऐसा मानक 8.11 सेंटीमीटर की ऊंचाई के साथ कार्बन-12 आइसोटोप के परमाणुओं से बना एक घन पिंड होगा। ऐसे घन में 2250 x 281489633 कार्बन-12 परमाणु होंगे। यूएस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने प्लैंक स्थिरांक और सूत्र E=mc^2 का उपयोग करके किलोग्राम मानक निर्धारित करने का प्रस्ताव दिया है।

आधुनिक मीट्रिक प्रणाली

आधुनिक मानक बिल्कुल भी वैसे नहीं हैं जैसे वे पहले थे। मीटर, जो मूल रूप से ग्रह की परिधि से संबंधित था, आज उस दूरी से मेल खाता है जो प्रकाश की एक किरण एक सेकंड के 299,792,458वें हिस्से में तय करती है। लेकिन एक सेकंड वह समय है जिसके दौरान सीज़ियम परमाणु के 9192631770 कंपन गुजरते हैं। इस मामले में क्वांटम परिशुद्धता के लाभ स्पष्ट हैं, क्योंकि उन्हें ग्रह पर कहीं भी पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है। परिणामस्वरूप, भौतिक रूप से मौजूद एकमात्र मानक किलोग्राम मानक ही रह गया है।

मानक लागत कितनी है?

100 से अधिक वर्षों से अस्तित्व में रहने के कारण, मानक पहले से ही एक अद्वितीय और कलात्मक वस्तु के रूप में बहुत मूल्यवान है। लेकिन सामान्य तौर पर, कीमत के बराबर मूल्य निर्धारित करने के लिए, एक किलोग्राम शुद्ध सोने में परमाणुओं की संख्या की गणना करना आवश्यक है। संख्या लगभग 25 अंकों से आएगी, और इसमें इस कलाकृति के वैचारिक मूल्य को ध्यान में नहीं रखा गया है। लेकिन किलोग्राम मानक को बेचने के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी, क्योंकि इकाइयों की अंतरराष्ट्रीय प्रणाली के एकमात्र शेष भौतिक मानक का अभी तक निपटान नहीं किया गया है।

ग्रह पर सभी समय क्षेत्रों में, समय यूटीसी के सापेक्ष निर्धारित किया जाता है (उदाहरण के लिए, यूटीसी+4:00)। उल्लेखनीय बात यह है कि संक्षिप्त नाम में कोई डिकोडिंग नहीं है; इसे 1970 में अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ द्वारा अपनाया गया था। दो विकल्प प्रस्तावित किए गए: इंग्लिश कट (कोऑर्डिनेटेड यूनिवर्सल टाइम) और फ्रेंच टीयूसी (टेम्प्स यूनिवर्सेल कोर्डोने)। हमने एक मध्यम तटस्थ संक्षिप्तीकरण चुना।

समुद्र में, "गाँठ" माप का उपयोग किया जाता है। जहाज की गति को मापने के लिए, उन्होंने समान दूरी पर गांठों के साथ एक विशेष लॉग का उपयोग किया, जिसे उन्होंने जहाज पर फेंक दिया और एक निश्चित अवधि में गांठों की संख्या की गिनती की। आधुनिक उपकरण गांठों वाली रस्सी से कहीं अधिक उन्नत हैं, लेकिन नाम बाकी है।

स्क्रूपुलसनेस शब्द, जिसका अर्थ अत्यधिक परिशुद्धता और सटीकता है, वज़न के प्राचीन यूनानी मानक - स्क्रूपल के नाम से भाषाओं में आया है। यह 1.14 ग्राम के बराबर था और इसका उपयोग चांदी के सिक्कों को तौलते समय किया जाता था।

मौद्रिक इकाइयों के नाम भी अक्सर वजन के माप के नाम से उत्पन्न होते हैं। इस प्रकार, ब्रिटेन में स्टर्लिंग चांदी से बने सिक्कों को दिया गया नाम था; ऐसे सिक्कों का वजन एक पाउंड होता था। प्राचीन रूस में, "सिल्वर रिव्निया" या "गोल्ड रिव्निया" उपयोग में थे, जिसका अर्थ वजन के बराबर व्यक्त सिक्कों की एक निश्चित संख्या था।

कार की अश्वशक्ति की अजीब माप की उत्पत्ति बहुत वास्तविक है। भाप इंजन के आविष्कारक ने इस तरह से कर्षण परिवहन पर अपने आविष्कार के लाभ को प्रदर्शित करने का निर्णय लिया। उन्होंने गणना की कि एक घोड़ा प्रति मिनट कितना भार उठा सकता है और इस राशि को एक अश्वशक्ति के रूप में नामित किया।

संभवतः, कई पाठकों को एक मोबाइल ऑपरेटर का टेलीविजन विज्ञापन याद है, जिसमें प्रसिद्ध नारा "ग्राम में कितना है?" दिखाई दिया था। "परिशुद्धता कभी भी अतिश्योक्तिपूर्ण नहीं होती," नायकों में से एक ने अपने प्रश्न का सारांश दिया बेलन. वास्तव में, वह चालाक था - 200 ग्राम किसी चीज़ को सटीक रूप से तौलना असंभव है। और बात सिर्फ यह नहीं है कि मौजूदा वजन मापने के तरीके खराब हैं - यह सिर्फ इतना है कि लोगों के पास एक किलोग्राम और इसलिए एक ग्राम के लिए कोई विश्वसनीय मानक नहीं है।

मानकों को विकसित करने की आवश्यकता, जिसके आधार पर द्रव्यमान, समय, लंबाई और तापमान (और भौतिकी के आगमन के बाद, प्रकाश की तीव्रता, वर्तमान की तीव्रता और पदार्थ की एक इकाई) के मूल्यों को निर्धारित करना संभव हो। बहुत समय पहले मानवता के बीच। यह आवश्यकता काफी समझने योग्य है - सड़कों और घरों के निर्माण, यात्रा और व्यापार के लिए, निरंतर इकाइयों की आवश्यकता होती थी, जिसका उपयोग करके दो बिल्डर या व्यापारी यह समझ सकते थे कि एक-दूसरे के चित्र में क्या चित्रित है और कितनी मात्रा में सामान पर चर्चा की जा रही है।

प्रत्येक सभ्यता की माप की अपनी इकाइयाँ थीं: उदाहरण के लिए, प्राचीन मिस्र में, द्रव्यमान को कांतार और किक्कर में मापा जाता था, प्राचीन ग्रीस में - प्रतिभाओं और ड्रैकमास में, और रूस में - पूड्स और ज़ोलोटनिक में। जैसा कि वैज्ञानिक कहना चाहते हैं, इनमें से प्रत्येक इकाई का निर्माण करते समय, लोग ऐसा प्रतीत होते हैं मान गया, कि अब से किसी चीज़ के द्रव्यमान, लंबाई या तापमान की तुलना क्रमशः द्रव्यमान, लंबाई या तापमान की एक इकाई से की जाएगी। इन समझौतों में सीधे भाग लेने वालों की संख्या बहुत कम थी - देश के विभिन्न हिस्सों के दो व्यापारियों के शेयरों में आसानी से एक तिहाई का अंतर हो सकता था।

समझौता कैसे होगाजब तक लोगों ने विज्ञान और मास्टर इंजीनियरिंग में गंभीरता से शामिल होना शुरू नहीं किया, तब तक उन्होंने बहुत अच्छा काम किया। यह पता चला कि प्रकृति के नियमों का वर्णन करने या स्टीम बॉयलर बनाने के लिए अनुमानित मूल्य पर्याप्त नहीं हैं, खासकर यदि विभिन्न देशों के लोग काम में भाग लेते हैं। इस तथ्य को समझते हुए, दुनिया भर के वैज्ञानिकों ने माप की बुनियादी इकाइयों के लिए एक समान, सटीक मानक या मानक विकसित करना शुरू कर दिया। 20 मई, 1875 को फ्रांस में इन इकाइयों की स्थापना के लिए एक समझौते पर हस्ताक्षर किए गए - मीट्रिक कन्वेंशन। इस दस्तावेज़ पर हस्ताक्षर करने वाले सभी देश विशेष रूप से निर्मित मानकों को मानकों के रूप में उपयोग करने के लिए प्रतिबद्ध हैं। हस्ताक्षरकर्ता राज्यों को सबसे सटीक मानक प्रदान करने के लिए, इंटरनेशनल चैंबर ऑफ वेट एंड मेजर्स (या इंटरनेशनल ब्यूरो ऑफ वेट एंड मेजर्स) बनाया गया था। इस संगठन के कार्यों में राष्ट्रीय मानकों की एक दूसरे के साथ नियमित तुलना करना और अधिक सटीक माप पद्धतियाँ बनाने के लिए कार्य का पर्यवेक्षण करना शामिल है।

रूस में, मीट्रिक प्रणाली की शुरूआत दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव के नाम से जुड़ी हुई है, जिन्होंने 1893 में वजन और माप का मुख्य कक्ष बनाया और आम तौर पर मेट्रोलॉजी के विकास के लिए बहुत कुछ किया। उन्होंने सटीक माप में अपनी रुचि को इस प्रकार समझाया: "जैसे ही वे मापना शुरू करते हैं, विज्ञान शुरू हो जाता है। माप के बिना सटीक विज्ञान अकल्पनीय है।" मेंडेलीव के प्रयासों के लिए धन्यवाद, 1 जनवरी, 1900 से रूस में, राष्ट्रीय के साथ-साथ मीट्रिक उपायों का उपयोग करने की अनुमति दी गई।

मीट्रिक कन्वेंशन पर हस्ताक्षर करने के बाद, विशेषज्ञों ने मीटर और किलोग्राम के लिए सामान्य मानक विकसित करना शुरू कर दिया (माप की ये इकाइयाँ 1875 से पहले मौजूद थीं, लेकिन ऐसे कोई मानक नहीं थे जिन्हें दुनिया भर में मान्यता दी गई हो)। मानक मीटर की स्थापना पेरिस मेरिडियन के चाप की लंबाई मापने के प्रसिद्ध अभियान के बाद की गई थी और यह 9 से 1 के अनुपात में प्लैटिनम और इरिडियम के मिश्र धातु से बना एक शासक था, जिसकी लंबाई एक चालीस मिलियनवें के बराबर थी। मध्याह्न रेखा का. उस स्थान के आधार पर जहां इसे संग्रहीत किया गया था, इसे "संग्रह मीटर" या "संग्रह मीटर" कहा जाने लगा। किलोग्राम मानक एक ही मिश्र धातु से बनाया गया था, और इसका द्रव्यमान 4 डिग्री सेल्सियस (जब पानी अपने अधिकतम घनत्व पर होता है) और समुद्र तल पर मानक वायुमंडलीय दबाव के तापमान पर एक घन डेसीमीटर (लीटर) शुद्ध पानी के द्रव्यमान के अनुरूप होता है। . 1889 में, वज़न और माप पर पहले आम सम्मेलन के दौरान, मीटर और किलोग्राम के नए उत्पादित मानकों के साथ-साथ दूसरे के मानक के आधार पर उपायों की एक प्रणाली को अपनाया गया था। एक सेकंड के लिए मानक को औसत सौर दिन की अवधि का 1/86400 माना जाने लगा (बाद में मानक को उष्णकटिबंधीय वर्ष से जोड़ दिया गया - एक सेकंड को उसके भाग के 1/31556925.9747 के बराबर माना जाने लगा)। जिन देशों ने माप की नई प्रणाली को मान्यता दी, उन्हें इन मानकों की प्रतियां प्राप्त हुईं, और प्रोटोटाइप को भंडारण के लिए चैंबर ऑफ वेट एंड मेजर्स में भेजा गया।

कुछ समय बाद इन तीन मानकों में कैंडेला (प्रकाश की तीव्रता), एम्पीयर (वर्तमान तीव्रता) और केल्विन (तापमान) के मानक जोड़े गए। 1960 में, वज़न और माप पर ग्यारहवें आम सम्मेलन ने इन छह इकाइयों और मोल (किसी पदार्थ की मात्रा की एक इकाई - इसके लिए कोई मानक नहीं है) के उपयोग के आधार पर वजन और माप की एक प्रणाली अपनाई - नई प्रणाली थी इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली या एसआई कहा जाता है। ऐसा प्रतीत होता है कि मानकों का इतिहास यहीं समाप्त हो जाना चाहिए था, लेकिन वास्तव में, यह अभी शुरुआत थी।

वह सब कुछ जो गलत हो सकता है...

जैसे-जैसे माप प्रौद्योगिकी में सुधार हुआ, यह स्पष्ट हो गया कि पेरिस में संग्रहीत सभी मानक आदर्श नहीं थे। धीरे-धीरे, वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि बुनियादी इकाइयों के मानकों के रूप में मानव निर्मित वस्तुओं को नहीं, बल्कि प्रकृति द्वारा पहले से बनाए गए कहीं अधिक उन्नत उदाहरणों को लेना उचित है। इस प्रकार, मानक सेकंड को 9192631770 विकिरण की अवधि के बराबर समय अंतराल के रूप में लिया गया था, जो कि गड़बड़ी की अनुपस्थिति में 0 केल्विन पर आराम कर रहे सीज़ियम-133 परमाणु की जमीनी (क्वांटम) स्थिति के दो हाइपरफाइन स्तरों के बीच संक्रमण के अनुरूप था। बाहरी क्षेत्र, और मानक मीटर वह दूरी थी जो प्रकाश एक सेकंड के 1/299792458 के बराबर समयावधि में निर्वात में तय करता है। पुराने मानकों के विपरीत, नए मानक परमाणु या क्वांटम हैं, यानी प्रकृति के सबसे "बुनियादी" नियम उनमें "काम" करते हैं।

धीरे-धीरे, सात बुनियादी एसआई इकाइयों में से छह को पुनरुत्पादन विधियां प्राप्त हुईं जिनके लिए एक ही स्थान पर संग्रहीत अद्वितीय मानक की आवश्यकता नहीं थी। सैद्धांतिक रूप से, कोई भी वैज्ञानिक जो सटीक रूप से (बहुत सटीक रूप से) जानना चाहता है, उदाहरण के लिए, एक सेकंड कितने समय तक चलता है, वह सीज़ियम-133 आइसोटोप का एक या दो मिलीग्राम ले सकता है और गणना कर सकता है कि 919,263,1770 विकिरण की अवधि कब होती है (वैसे, उनके स्वयं के परमाणु समय मानक स्थापित हैं, उदाहरण के लिए, सभी जीपीएस उपग्रहों पर)। केवल एक किलोग्राम "लड़कियों में" बचा है - इसका मानक अभी भी पेरिस के पास एक गहरे तहखाने में धूल जमा कर रहा है।

पिछले पैराग्राफ में "धूल इकट्ठा करना" शब्द बिल्कुल भी शैलीगत सजावट नहीं है - सभी उपायों के बावजूद, धूल वास्तव में धीरे-धीरे किलोग्राम मानक पर जमा हो रही है। प्लैटिनम-इरिडियम सिलेंडर को बाहर निकालना और उसे पोंछना असंभव है - सबसे पहले, इसे हटाते समय, धूल फिर से उस पर जम जाएगी, और दूसरी बात, ब्रश से पोंछने या पंखा करने से अनिवार्य रूप से कई अणु "उछल जाएंगे"। दूसरे शब्दों में, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि मानक के अनुरूप क्या किया गया है या नहीं किया गया है, समय के साथ इसका द्रव्यमान बदलता रहता है। लंबे समय से यह माना जाता था कि ये परिवर्तन महत्वहीन थे, लेकिन कई साल पहले किए गए एक जांच से पता चला कि हाल ही में मानक ने 50 माइक्रोग्राम तक "वजन कम" किया था, और यह पहले से ही एक प्रभावशाली नुकसान है।

तिल, सिलिकॉन और सोना

इस दुखद स्थिति से बाहर निकलने का एक संभावित तरीका (अगले अरब वर्षों में मानक एक तिहाई हल्का हो जाएगा) 2007 में जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के दो अमेरिकी वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तावित किया गया था। परिवर्तनशील सिलेंडर के बजाय, उन्होंने द्रव्यमान के मानक के रूप में कार्बन के एक घन पर विचार करने का प्रस्ताव रखा, जिसमें परमाणुओं की एक कड़ाई से परिभाषित संख्या होगी। चूँकि प्रत्येक परमाणु का द्रव्यमान स्थिर है, इसलिए उनके समुच्चय का द्रव्यमान भी नहीं बदलेगा। शोधकर्ताओं ने गणना की कि ठीक एक किलोग्राम वजन वाले घन में 2250 x 28148963 3 परमाणु (50184513538686668007780750 परमाणु) होंगे, और इसका किनारा 8.11 सेंटीमीटर होगा। तीन वर्षों के दौरान, वैज्ञानिकों ने कुछ विवरण स्पष्ट किए और अपने विचार एक लेख में प्रस्तुत किए, जिसका एक प्रीप्रिंट वेबसाइट arXiv.org पर पाया जा सकता है।

अमेरिकी भौतिक विज्ञानी किलोग्राम मानक की समस्या से चिंतित थे और उन्होंने एक कारण से कार्बन को "संदर्भ" तत्व के रूप में चुना - इससे पहले वे एवोगैड्रो की संख्या को परिष्कृत करने पर काम कर रहे थे, जो मूलभूत स्थिरांकों में से एक है जो यह निर्धारित करता है कि एक मोल में कितने परमाणु हैं कोई भी पदार्थ. यद्यपि यह संख्या रसायन विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण में से एक है, इसका सटीक अर्थ मौजूद नहीं है (अन्य प्रश्नों के बीच, वैज्ञानिकों ने, उदाहरण के लिए, तय किया कि यह सम था या नहीं)। एवोगैड्रो की संख्या इसलिए चुनी जाती है ताकि ग्राम में एक मोल का द्रव्यमान परमाणु द्रव्यमान इकाइयों में एक अणु (परमाणु) के द्रव्यमान के बराबर हो। एक कार्बन परमाणु का द्रव्यमान 12 परमाणु द्रव्यमान इकाइयों का होता है, जिसका अर्थ है कि कार्बन के एक मोल का द्रव्यमान 12 ग्राम होना चाहिए। एवोगैड्रो की संख्या को परिष्कृत करके और इसे 84446886 3 (602214098282748740154456) के बराबर लेकर, शोधकर्ता मानक में कार्बन परमाणुओं की आवश्यक संख्या की गणना करने में सक्षम थे।

यह संभव है कि नए कार्य पर वजन और माप पर अगले आम सम्मेलन में विचार किया जाएगा, जो 2011 में आयोजित किया जाएगा। हालाँकि, जॉर्जिया के वैज्ञानिकों के पास प्रतिस्पर्धी हैं। उदाहरण के लिए, वाशिंगटन नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी इलेक्ट्रॉनिक किलोग्राम की अवधारणा पर बहुत सक्रिय रूप से काम कर रहा है। संक्षेप में, उनके द्वारा प्रस्तावित विधि का सार इस प्रकार है: मानक वर्तमान ताकत के माध्यम से निर्धारित किया जाता है, जो एक किलोग्राम के भार को संतुलित करने में सक्षम चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए आवश्यक है। यह विधि बहुत अच्छी है क्योंकि यह आपको उच्च सटीकता प्राप्त करने की अनुमति देती है (यह एक अन्य मौलिक स्थिरांक - प्लैंक स्थिरांक के उपयोग पर आधारित है), लेकिन प्रयोग स्वयं बेहद जटिल है।

नए मानक का दूसरा संस्करण एक सिलिकॉन क्षेत्र है, जिसके मापदंडों की गणना इस तरह से की जाती है कि इसमें परमाणुओं की एक कड़ाई से परिभाषित संख्या होगी (यह गणना की जा सकती है, क्योंकि वैज्ञानिकों को व्यक्तिगत परमाणुओं और के बीच की दूरी पता है) शुद्ध सिलिकॉन के उत्पादन की प्रक्रिया बहुत अच्छी तरह से स्थापित है)। ऐसा गोला बनाया भी गया था, लेकिन इसके साथ तुरंत कठिनाइयाँ उत्पन्न हुईं, जो वर्तमान मानक की कठिनाइयों की याद दिलाती हैं - समय के साथ, गोला अपने कुछ परमाणुओं को खो देता है और इसके अलावा, उस पर सिलिकॉन ऑक्साइड की एक फिल्म बन जाती है।

मानक बनाने का तीसरा दृष्टिकोण यह मानता है कि इसे हर बार तैयार किया जाएगा नये सिरे से. द्रव्यमान मानक प्राप्त करने के लिए, बिस्मथ और सोने के आयनों को तब तक जमा करना आवश्यक है जब तक कि उनका कुल चार्ज एक निश्चित मूल्य तक नहीं पहुंच जाता। इस विधि को पहले से ही असंतोषजनक माना गया है: इसमें बहुत अधिक समय लगता है और परिणाम खराब रूप से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य होते हैं। सामान्य तौर पर, उच्च संभावना के साथ, अवोगाद्रो संख्या के उपयोग पर आधारित विधि को छोड़कर, एक नया किलोग्राम मानक प्राप्त करने के लिए वर्णित सभी विधियां केवल विज्ञान के इतिहासकारों की स्मृति में रहेंगी, क्योंकि, दूसरों के विपरीत, किलोग्राम कार्बन-12 आइसोटोप से एक घन के रूप में मानक मौलिक परमाणु अवधारणाओं में से एक का उपयोग करके प्रत्यक्ष पर आधारित है।

यह स्पष्ट नहीं है कि कार्बन मानक आम तौर पर स्वीकृत हो जाएगा या वैज्ञानिक कोई नया, अधिक सुविधाजनक तरीका लेकर आएंगे। लेकिन इसमें कोई संदेह नहीं है कि पेरिस में संग्रहीत सिलेंडर, जिसने 120 वर्षों तक ईमानदारी से लोगों की सेवा की, जल्द ही रिटायर हो जाएगा।