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七个国际单位制基本单位在2019年5月20日修订之前和之后的定义

七个国际单位制基本单位在修订前后的详细定义见下表。七个基本单位中的四个,即公斤,安培,开尔文和摩尔(表中以红色显示)将通过选取普朗克常数(h),基本电荷(e),玻兹曼常数(k)和阿佛加德罗常数(NA)的固定数值来重新定义。其余三个基本单位,即秒,米和坎德拉的实质定义保持不变。但是国际计量大会(CGPM)对它们定义的文本进行了修订,以统一所有基本单位的表达方式。

名称 符号 在2019年5月20日之前的定义 在2019年5月20日之后的定义
时间 s 与铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。 当铯133原子处于非扰动基态时两个超精细能级间跃迁对应的辐射频率ΔνCs以Hz(即等于s-1)为单位表达时选取固定数值9192631770来定义秒。
长度 m 光于1/299792458秒的时间内在真空中所经路程的长度。 当真空中光速c以m s-1为单位表达时选取固定数值299792458来定义米。其中秒是由铯的频率ΔνCs来定义。
质量 千克 kg 相等于国际计量局保存的国际千克原器的质量。 当普朗克常数h以J s(即等于kg m2 s-1)为单位表达时选取固定数值6.62607015×10-34来定义千克。其中米和秒以c和ΔνCs来定义。
电流 安培 A 在真空中,在截面积可忽略的两根相距1米的无限长平行圆直导线内,通以等量恒定电流时,如在导线产生的相互作用力在每米长度上是2x10-7牛顿,则每根导线中的电流是1安培。 当基本电荷e以C(即A s)为单位表达时选取固定数值1.602176634×10-19来定义安培。其中秒以ΔνCs来定义。
热力学温度 开尔文 K 水三相点热力学温度的1/273.16。 当波兹曼常数k以J K-1(即等于kg m2 s-2 K-1)为单位表达时选取固定数值1.380649×10-23来定义开尔文。其中千克、米和秒分别由hc和ΔνCs来定义。
物质的量 摩尔 mol 某一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数目与0.012千克碳12的原子数目相等。
注意:在采用摩尔时,必须指明基本单元,基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或是该等粒子的特定组合。
一摩尔包含恰好6.02214076×1023个基本单元。该数字是阿佛加德罗常数NA以单位mol-1表达时的固定数值,称为阿佛加德罗数。基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或是该等粒子的特定组合。
发光强度 坎德拉 cd 某一光源在给定方向上的发光强度,该光源发出540×1012赫兹频率的单色辐射,且在该方向上的辐射强度为每球面度1/683瓦特。 当频率为540×1012Hz的单色辐射光的发光效能Kcd以单位lm W-1(即等于cd sr W-1或cd sr kg-1 m-2 s3)表达时选取固定数值683来定义坎德拉。其中千克、米和秒分别由hc和ΔνCs来定义。

 

国际单位制的修订对中国香港公众的影响

千克

千克重新定义后,质量计量标准的数值将保持不变。对一般公众预计不会产生影响。

 

安培

复现修订后的电学单位将直接与物理常数的固定值,包括普朗克常数(h)和基本电荷(e)联系。修订将会使电压值和电阻值产生分别约百万份之+0.1和约百万份之+0.02的变化。这些微小的改变对一般公众预计不会产生影响。

 

开尔文

先前已校正的温度计的读数不会受到开尔文重新定义的影响,无需作出调整。重新定义开尔文对一般公众预计没有影响。

 

摩尔

摩尔的重新定义预计对一般公众不会产生影响。

 

国际单位制的修订对标准及校正实验所用户的影响

千克

千克重新定义后,质量计量标准的数值将保持不变,但测量不确定度将会略为增大。不过,这只会对例如标准及校正实验所等进行高精密度质量计量的实验室产生影响。此等实验室需要审查其质量计量标准的测量不确定度并在有需要时作出修改。标准及校正实验所向客户提供的测量不确定度将大致不受影响。

 

安培

重新定义安培将会使电压值和电阻值产生分别约百万份之+0.1和约百万份之+0.02的变化。绝大多数的测量用户在他们下次重新校正之前不需要修订其仪器的标准值或安排从新校正,而高精度实验室则需要为其标准仪器调整其标准值和审视其测量不确定度。标准及校正实验所已于2019年5月20日实施有关修订。直流电压标准和电阻标准的用户可能需要在下次使用之前为其标准仪器调整其标准值或安排重新校正,以确保其溯源有效。标准及校正实验所已于2019年初联络受影响的用户,通知有关变化和重新校正其标准仪器的相关安排。

 

开尔文

重新定义开尔文对标准及校正实验所进行的温度计量的结果,测量不确定度及测量溯源性没有影响。先前已校正的温度计的读数不会受到开尔文重新定义所影响,无需作出调整。开尔文重新定义对标准及校正实验所的客户预计没有影响。

 

摩尔

摩尔与化学计量的关系较大。一般而言,摩尔重新定义对标准及校正实验所的客户预计没有影响。

 

国际单位制的修订对标准及校正实验所的计量标准的影响

千克

一般而言,千克重新定义后将不会影响香港的质量计量标准。中国香港持有的国际千克原器第75号复制品将仍是香港的质量参考标准之一。质量计量标准的数值将保持不变,但测量不确定度将会略为增大。标准及校正实验所会审查其质量计量标准的测量不确定度并在有需要时作出修改。

国际千克原器第75号复制品 国际千克原器第75号复制品

 

安培

尽管重新定义安培,以约瑟夫森和量子霍尔效应来复现安培的方法将保持不变。标准及校正实验所已配备复现电学单位的有关量子基准:约瑟夫森结阵电压标准及量子化霍尔电阻标准。并已在2019年5月20日的实施日作出相应修订。

可编程约瑟夫森电压标准(PJVS)直流电压的基准 可编程约瑟夫森电压标准(PJVS)直流电压的基准
量子化霍尔电阻标准(QHR)电阻(欧姆)的基准 量子化霍尔电阻标准(QHR)电阻(欧姆)的基准

 

开尔文

要准确测量热力学温度是十分困难的,因此利用铂电阻温度计等作测量仪器的实用温标便被采用,令使用更为容易及测量更为精确。国际计量局(BIPM)目前采纳的1990年国际温标(ITS-90)将继续成为世界各地实际温度测量的有效方法。标准及校正实验所将继续采用符合ITS-90的计量标准来提供可溯源至修订后的国际单位制的温度测量服务。

水三相点 水三相点

 

摩尔

摩尔与化学计量的关系较大。标准及校正实验所并没有复现摩尔的计量标准。