Seuraa 
Viestejä1056

Kahden viikon päästä, 16.11.2018, päätetään SI-perusyksiköiden (kilogramma, kelvin, mooli, jne.) määritelmien uudistamisesta:
https://en.wikipedia.org/wiki/Proposed_redefinition_of_SI_base_units

Tavoitteena on sitoa kaikki perusyksiköt luonnonvakioihin, kuten esim. metri on jo nyt sidottu valonnopeuteen:
"metri on matka, jonka valo kulkee tyhjiössä 1 / 299 792 458 sekunnissa". Kilogramma sen sijaan on toistaiseksi määritelty Pariisissa säilytettävän kilogramman prototyypin (platina-iridium-seoksesta valmistettu kappale) massaksi.

Uudistuksen jälkeen monet luonnonvakiot, jotka nykyisin pitää määrittää kokeellisesti (eli niiden arvot tunnetaan äärellisen mittaustarkkuuden takia vain likimäärin), muuttuvat tarkoiksi. Valonnopeushan jo onkin MÄÄRITELMÄN nojalla tarkka:
c = 299 792 458 m/s (tarkka arvo)

Jatkossa myös sellaiset vakiot kuin Planckin vakio h, Boltzmannin vakio k, alkeisvaraus e ja Avogadron luku Na MÄÄRITELLÄÄN tarkoiksi:
h = 6.626 070 15 × 10^(−34) J s (tarkka arvo)
e = 1.602 176 634 × 10^(−19) C (tarkka arvo)
k = 1.380 649 × 10^(−23) J/K (tarkka arvo)
Na = 6.022 140 76 × 10^23 mol^(-1) (tarkka arvo)

Kilogramma, mooli, ampeeri ja kelvinin määräytyvät sitten näistä samaan tapaan kuin metri määräytyy valonnopeuden (tarkasta) arvosta.

Jotain asioita tässä menetetään, esimerkiksi hiili-12-isotoopin moolimassa ei enää tule olemaan miellyttävästi TASAN 12 grammaa/mooli (periaatteessahan kaikki fysiikan ja kemian taulukkodata muuttuu tämän uudistuksen yhteydessä hieman, mutta idea on määritellä nuo luonnonvakiot niin lähelle nykyisiä kokeellisia arvoja, ettei käytännössä mittaustarkkuuden rajoissa muutoksia tule), mutta oikeaan suuntaan mennään.

Tässä yhteydessä voisi kyllä miettiä dramaattisempaakin uudistusta: siinä vaiheessa, kun kaikki perusyksiköt on sidottu luonnonvakioihin, on yksikkösysteemi periaatteessa "valmis". Eli ihmiskunta varmaankin menee sillä hamaan tulevaisuuteen asti. Kannattaisikohan siis määritellä noille luonnonvakioille kauniit kokonaislukuarvot tässä heti samalla, ettemme joudu kärsimään tuollaisista hirmupitkistä luonnonvakioista? Aluksihan se aiheuttaisi paljon ongelmia, kun fysiikan ja kemian taulukkoarvot muuttuisivat merkittävästi vanhoista, mutta kyllä se seuraavien vuosituhansien aikana maksaisi itsensä takaisin.

Esim. voitaisiin määritellä (hmk:n ehdotus):
c = 300 000 000 m/s (tarkka arvo)
h = 7 × 10^(−34) J s (tarkka arvo)
e = 2 × 10^(−19) C (tarkka arvo)
k = 1.5 × 10^(−23) J/K (tarkka arvo)
Na = 6 × 10^23 mol^(-1) (tarkka arvo)
Metrin, kilogramman, coulombin (mitä sitä suotta ampeeria perusyksiköksi ottamaan), kelvinin ja moolin määritelmät seuraisivat sitten noista.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Sivut

Kommentit (26)

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
hmk
Seuraa 
Viestejä1056

hmk kirjoitti:
Myös suomalaisessa wikissä on asiasta jonkin verran:

https://fi.wikipedia.org/wiki/Kansainv%C3%A4linen_yksikk%C3%B6j%C3%A4rje...

... paitsi, että suomiwikin artikkeli on tällä hetkellä (2.11.2018) pahasti vanhentunut; kannattaa pysytellä en-puolella toistaiseksi. ;)

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

hmk
Seuraa 
Viestejä1056

HuuHaata kirjoitti:
Mitäs jos määritettäisiin nuo kaikki kauniisti ykkösiksi?

No, olisihan se tietyssä mielessä kaunista. Mutta sitten nuo yksiköt (kg, m, s, ...) olisivat epäkäytännöllisen suuruisia arkipäivän asioiden mittaamiseen, ja pitäisi käyttää jotain hirmuisia kerrannaisyksiköitä.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

o_turunen
Seuraa 
Viestejä14900

Minä veikkaan, että kätevintä olisi käyttää kerrannaisyksikköinä naulaa, jalkaa, mailia jne. Ovathan ne nykyäänkin SI-järjestelmään sidottuja.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi. Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä32162

HuuHaata kirjoitti:
Mitäs jos määritettäisiin nuo kaikki kauniisti ykkösiksi?

No herra on hyvä ja alkaa opiskella fysiikkaa vanhoista jenkkikirjoista. Tuollaiset fantasiat karisevat nopeasti, kun saat tulokseksi jonkun luvun ja sen selvittämiseen mitä se tarkoittaa ihmisen yksiköissä vie viisi kertaa kauemmin kuin varsinainen lasku.

Tuolle luonnonvakioiden määrittelemisellä ykkösiksi oli perusteensa, kun laskettiin laskutikuilla, taulukkokirjoilla ja kynällä ja paperilla, ja vielä varhaisilla tietokoneilla simuloitaessa, mutta nykyisenä teraflopsien aikana muutaman kertolaskun säästäminen ei ole vaivan väärtti.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä32162

hmk kirjoitti:
Eli ihmiskunta varmaankin menee sillä hamaan tulevaisuuteen asti. Kannattaisikohan siis määritellä noille luonnonvakioille kauniit kokonaislukuarvot tässä heti samalla, ettemme joudu kärsimään tuollaisista hirmupitkistä luonnonvakioista? Aluksihan se aiheuttaisi paljon ongelmia, kun fysiikan ja kemian taulukkoarvot muuttuisivat merkittävästi vanhoista, mutta kyllä se seuraavien vuosituhansien aikana maksaisi itsensä takaisin.

Toivottavasti karma osuu kohdalleen ja sinä olet siinä lentokoneessa, joka putoaa tai saat radaltaan harhautuneen avaruusaluksen päähäsi. Lohdutukseksi tuhannen vuoden kuluttua elävät laittavat nimesi metallilaattaan jonkun museon seinälle. "HMK, helposti muistettavien yksiköiden keksijä, jota aikalaiset lyhytnäköisesti vihasivat".

hmk
Seuraa 
Viestejä1056

Neutroni kirjoitti:
hmk kirjoitti:
Eli ihmiskunta varmaankin menee sillä hamaan tulevaisuuteen asti. Kannattaisikohan siis määritellä noille luonnonvakioille kauniit kokonaislukuarvot tässä heti samalla, ettemme joudu kärsimään tuollaisista hirmupitkistä luonnonvakioista? Aluksihan se aiheuttaisi paljon ongelmia, kun fysiikan ja kemian taulukkoarvot muuttuisivat merkittävästi vanhoista, mutta kyllä se seuraavien vuosituhansien aikana maksaisi itsensä takaisin.

Toivottavasti karma osuu kohdalleen ja sinä olet siinä lentokoneessa, joka putoaa tai saat radaltaan harhautuneen avaruusaluksen päähäsi. Lohdutukseksi tuhannen vuoden kuluttua elävät laittavat nimesi metallilaattaan jonkun museon seinälle. "HMK, helposti muistettavien yksiköiden keksijä, jota aikalaiset lyhytnäköisesti vihasivat".

A small price to pay for immortality.

Mutta pahaa pelkään, että tämäkin nerokas idea torpataan heti alkuunsa lyhytnäköisten fyysikkojäärien ja kaavoihinsa kangistuneiden laitostieteilijöiden toimesta, ja tuo alkuperäinen CIPM:n ehdotus hyväksytään.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Neutroni
Seuraa 
Viestejä32162

Lyde19 kirjoitti:
Metri on sidottu sekunttiin, valonnopeus ilmoitetaan metreinä sekunnissa. Ja sekuntti perustuu maan pyörimiseen? Tä?

Sekunti on määritelty jonkun cesiumisotoopin jonkin elektronitransition energiaa vastaavana taajuutena. Google muistaa detaljit.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä32162

Lyde19 kirjoitti:
Eli sekunnin määritelmä on hatusta temmattu luku hatusta temmatun atomin elektronikuoren värähtelyä?

Käytännössä alkuaine ja transitio on valittu niin, että on teknologisesti mahdollista käyttää sitä mahdollisimman suurella tarkkuudella ja taajuus niin, että sekunti on mahdollisimman tarkkaan sama kuin sitä edeltänyt astronominen määritelmä. Mutta ei luonto tarjoa suoraan mitään yksiköitä, kyllä ne ovat aina lopulta hatusta vedettyjä lukuja.

Kaikkien yksiköiden määritelmissä näkyy se, että ne on valittu niin, että sen ajan teknologialla on ollut mahdollista mitata kyseinen suure määritelmään perustuen ja verrata mittalaitteita siihen. Sillä onhan meillä ollut pitkään täysin tarkkoja luonnonvakioita, esim. elektronin massa tai sähkövaraus. Mutta ei ole ollut tekniikkaa hyödyntää niitä suoraan vertailumittauksissa. Nyt tekniikan kehittyessä määritelmät pyritään sitomaan luonnonvakioihin, joiden uskotaan olevan aina ja kaikkialla samat.

Pauli
Seuraa 
Viestejä221

En ymmärrä näitä ykkösen tai kokonaislukujen metsästäjiä. Olkoon tehtävä mikä hyvänsä, voi luonnonvakion kohdalla käyttää esim kirjainkoodia. Jos joku on niin urpo että tehtävän/ongelman vastauksen desimaaliluvun laskee itse esim laskimella ja näpyttelee kymmenkunta enemmän tai vähemmän randomi numeroa putkeen, niin kannattaa mieluummin korjata ko urpous kuin mitään muuta.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä32162

Lyde19 kirjoitti:
Sekunnin voisi myös määritellä yksinkertaisesti kuinka monta Plankin aikayksikköä se on.
https://fi.m.wikipedia.org/wiki/Planckin_aika

Silloin tarkkuus riippuisi siitä kiinka tarkasti Plankin pituus voidaan määritellä.

Planckin aika riippuu gravitaatiovakiosta, joka tunnetaan varsin epätarkasti, koska gravitaatio on niin heikko voima. Planckin aikaan perustuva sekunnin määritelmä ei olisi läheskään riittävän tarkka nykyajan tarkkusspektroskopian vaatimuksiin.

hmk
Seuraa 
Viestejä1056

No niin, BIPM on kokoustanut, ja ehdotus SI-perusyksiköiden uusiksi määritelmiksi hyväksyttiin.

https://www.tiede.fi/artikkeli/uutiset/kilogramma-ei-ole-enaa-entisensa

"Uusi kilogramma [ja muutkin uudistukset] otetaan käyttöön kaikissa metrisopimuksen jäsenmaissa 20. toukokuuta 2019."

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Eusa
Seuraa 
Viestejä17226

hmk kirjoitti:
No niin, BIPM on kokoustanut, ja ehdotus SI-perusyksiköiden uusiksi määritelmiksi hyväksyttiin.

https://www.tiede.fi/artikkeli/uutiset/kilogramma-ei-ole-enaa-entisensa

"Uusi kilogramma [ja muutkin uudistukset] otetaan käyttöön kaikissa metrisopimuksen jäsenmaissa 20. toukokuuta 2019."

Ilmeisesti tyhjön permittiivisyys puolestaan asettuu "kellumaan", koska hienorakennevakion oletetaan olevan (tilallisesti isotrooppisesti symmetrisessä levossa olevan) aineen perusrakenteen diskreettiä kynnystä täsmällisesti kuvaava luonnonvakio - joka selvitykseni perusteella olisi tietysti tasan 1 / 137,036. ;]

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

wisti
Seuraa 
Viestejä14793

Aikoinaan HS:ssa oli kilogramman uudesta määritelmästä juttua. Siitä ei tullut hullua hurskaammaksi, joten rohkaistuin kysymään asiaan tarkennusta artikkelissa haastatellulta tutkijalta. Se oli taa niin monimutkainen selitys, etten pysynyt kärryillä siinäkään. Totesin itsekseni olevani väliinputoaja.

hmk
Seuraa 
Viestejä1056

Eusa kirjoitti:
hmk kirjoitti:
No niin, BIPM on kokoustanut, ja ehdotus SI-perusyksiköiden uusiksi määritelmiksi hyväksyttiin.

https://www.tiede.fi/artikkeli/uutiset/kilogramma-ei-ole-enaa-entisensa

"Uusi kilogramma [ja muutkin uudistukset] otetaan käyttöön kaikissa metrisopimuksen jäsenmaissa 20. toukokuuta 2019."

Ilmeisesti tyhjön permittiivisyys puolestaan asettuu "kellumaan", koska hienorakennevakion oletetaan olevan (tilallisesti isotrooppisesti symmetrisessä levossa olevan) aineen perusrakenteen diskreettiä kynnystä täsmällisesti kuvaava luonnonvakio - joka selvitykseni perusteella olisi tietysti tasan 1 / 137,036. ;]

Joo, tyhjiön permittiivisyys ja permeabiliteetti eivät enää jatkossa ole määritelmän nojalla tarkkoja:

https://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_permittivity#Redefinition_of_the_SI...

Numerologiaasi en ota kantaa.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat