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七個國際單位制基本單位在2019年5月20日修訂之前和之後的定義
七個國際單位制基本單位在修訂前後的詳細定義見下表。七個基本單位中的四個,即千克,安培,開爾文和摩爾(表中以紅色顯示)將通過選取普朗克常數(h),基本電荷(e),玻茲曼常數(k)和阿佛加德羅常數(NA)的固定數值來重新定義。其餘三個基本單位,即秒,米和坎德拉的實質定義保持不變。但是國際計量大會(CGPM)對它們定義的文本進行了修訂,以統一所有基本單位的表達方式。
量 | 名稱 | 符號 | 在2019年5月20日之前的定義 | 在2019年5月20日之後的定義 |
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時間 | 秒 | s | 與銫-133原子基態的兩個超精細能級間躍遷對應的輻射的9192631770個周期的持續時間。 | 當銫133原子處於非擾動基態時兩個超精細能級間躍遷對應的輻射頻率ΔνCs以Hz(即等於s-1)為單位表達時選取固定數值9192631770來定義秒。 |
長度 | 米 | m | 光於1/299792458秒的時間內在真空中所經路程的長度。 | 當真空中光速c以m s-1為單位表達時選取固定數值299792458來定義米。其中秒是由銫的頻率ΔνCs來定義。 |
質量 | 千克 | kg | 相等於國際計量局保存的國際千克原器的質量。 | 當普朗克常數h以J s(即等於kg m2 s-1)為單位表達時選取固定數值6.62607015×10-34來定義千克。其中米和秒以c和ΔνCs來定義。 |
電流 | 安培 | A | 在真空中,在截面積可忽略的兩根相距1米的無限長平行圓直導線內,通以等量恆定電流時,如在導線產生的相互作用力在每米長度上是2x10-7牛頓,則每根導線中的電流是1安培。 | 當基本電荷e以C(即A s)為單位表達時選取固定數值1.602176634×10-19來定義安培。其中秒以ΔνCs來定義。 |
熱力學温度 | 開爾文 | K | 水三相點熱力學温度的1/273.16。 | 當波玆曼常數k以J K-1(即等於kg m2 s-2 K-1)為單位表達時選取固定數值1.380649×10-23來定義開爾文。其中千克、米和秒分別由h、c和ΔνCs來定義。 |
物質的量 | 摩爾 | mol | 某一系統的物質的量,該系統中所包含的基本單元數目與0.012千克碳12的原子數目相等。 注意:在採用摩爾時,必須指明基本單元,基本單元可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子,或是該等粒子的特定組合。 |
一摩爾包含恰好6.02214076×1023個基本單元。該數字是阿佛加德羅常數NA以單位mol-1表達時的固定數值,稱為阿佛加德羅數。基本單元可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子,或是該等粒子的特定組合。 |
發光強度 | 坎德拉 | cd | 某一光源在給定方向上的發光強度,該光源發出540×1012赫茲頻率的單色輻射,且在該方向上的輻射強度為每球面度1/683瓦特。 | 當頻率為540×1012Hz的單色輻射光的發光效能Kcd以單位lm W-1(即等於cd sr W-1或cd sr kg-1 m-2 s3)表達時選取固定數值683來定義坎德拉。其中千克、米和秒分別由h、c和ΔνCs來定義。 |
國際單位制的修訂對中國香港公眾的影響
千克
千克重新定義後,質量計量標準的數值將保持不變。對一般公眾預計不會產生影響。
安培
復現修訂後的電學單位將直接與物理常數的固定值,包括普朗克常數(h)和基本電荷(e)聯繫。修訂將會使電壓值和電阻值產生分別約百萬份之+0.1和約百萬份之+0.02的變化。這些微小的改變對一般公眾預計不會產生影響。
開爾文
先前已校正的温度計的讀數不會受到開爾文重新定義的影響,無需作出調整。重新定義開爾文對一般公眾預計沒有影響。
摩爾
摩爾的重新定義預計對一般公眾不會產生影響。
國際單位制的修訂對標準及校正實驗所用戶的影響
千克
千克重新定義後,質量計量標準的數值將保持不變,但測量不確定度將會略為增大。不過,這只會對例如標準及校正實驗所等進行高精密度質量計量的實驗室產生影響。此等實驗室需要審查其質量計量標準的測量不確定度並在有需要時作出修改。標準及校正實驗所向客戶提供的測量不確定度將大致不受影響。
安培
重新定義安培將會使電壓值和電阻值產生分別約百萬份之+0.1和約百萬份之+0.02的變化。絕大多數的測量用戶在他們下次重新校正之前不需要修訂其儀器的標準值或安排從新校正,而高精度實驗室則需要為其標準儀器調整其標準值和審視其測量不確定度。標準及校正實驗所已於2019年5月20日實施有關修訂。直流電壓標準和電阻標準的用戶可能需要在下次使用之前為其標準儀器調整其標準值或安排重新校正,以確保其溯源有效。標準及校正實驗所已於2019年初聯絡受影響的用戶,通知有關變化和重新校正其標準儀器的相關安排。
開爾文
重新定義開爾文對標準及校正實驗所進行的温度計量的結果,測量不確定度及測量溯源性沒有影響。先前已校正的温度計的讀數不會受到開爾文重新定義所影響,無需作出調整。開爾文重新定義對標準及校正實驗所的客戶預計沒有影響。
摩爾
摩爾與化學計量的關係較大。一般而言,摩爾重新定義對標準及校正實驗所的客戶預計沒有影響。
國際單位制的修訂對標準及校正實驗所的計量標準的影響
千克
一般而言,千克重新定義後將不會影響香港的質量計量標準。中國香港持有的國際千克原器第75號複製品將仍是香港的質量參考標準之一。質量計量標準的數值將保持不變,但測量不確定度將會略為增大。標準及校正實驗所會審查其質量計量標準的測量不確定度並在有需要時作出修改。

安培
儘管重新定義安培,以約瑟夫森和量子霍爾效應來復現安培的方法將保持不變。標準及校正實驗所已配備復現電學單位的有關量子基準:約瑟夫森結陣電壓標準及量子化霍爾電阻標準。並已在2019年5月20日的實施日作出相應修訂。


開爾文
要準確測量熱力學温度是十分困難的,因此利用鉑電阻温度計等作測量儀器的實用温標便被採用,令使用更為容易及測量更為精確。國際計量局(BIPM)目前採納的1990年國際温標(ITS-90)將繼續成為世界各地實際温度測量的有效方法。標準及校正實驗所將繼續採用符合ITS-90的計量標準來提供可溯源至修訂後的國際單位制的温度測量服務。

摩爾
摩爾與化學計量的關係較大。標準及校正實驗所並沒有復現摩爾的計量標準。