Номер 6, страница 64 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Движение и взаимодействие тел. Параграф 17. Взаимодействие тел. Масса. Вопросы - номер 6, страница 64.

Условие.

6. Что представляет собой эталон массы?

Решение.

Исторически эталон массы, килограмм, представлял собой конкретный физический объект. Это был цилиндр, изготовленный из сплава платины (90%) и иридия (10%), высота и диаметр которого составляли 39,17 мм. Этот эталон, известный как Международный прототип килограмма (IPK или «Le Grand K»), был утвержден в 1889 году и с тех пор хранился в Международном бюро мер и весов в Севре (Франция) в особых условиях. С него были изготовлены точные копии, которые использовались в качестве национальных эталонов в разных странах.

Основной проблемой такого эталона была его нестабильность. Со временем масса прототипа и его копий могла незначительно изменяться из-за адсорбции газов из воздуха, поверхностного загрязнения или, наоборот, из-за потерь атомов при очистке. Эти изменения, хотя и были крайне малы (порядка десятков микрограммов за столетие), стали неприемлемыми для современной науки и технологий, требующих высочайшей точности.

В связи с этим, 20 мая 2019 года вступило в силу новое, более точное и стабильное определение килограмма. Современный эталон массы больше не привязан к физическому артефакту. Он определяется через фиксацию численного значения фундаментальной физической константы — постоянной Планка $\text{h}$.

Согласно новому определению, килограмм — это единица массы в Международной системе единиц (СИ), установленная таким образом, что постоянная Планка $\text{h}$ равна в точности $6.62607015 \times 10^{-34}$ Дж⋅с. Единица джоуль-секунда (Дж⋅с) эквивалентна кг⋅м²⋅с⁻¹, где метр и секунда определены через другие фундаментальные константы — скорость света в вакууме и частоту сверхтонкого расщепления основного состояния атома цезия-133.

Это означает, что любая лаборатория в мире, обладающая необходимым оборудованием (например, весами Киббла), может воспроизвести эталон килограмма с высокой точностью, не сверяясь с физическим прототипом.

Ответ: Современный эталон массы — это не физический объект, а определение единицы массы (килограмма) через точное значение фундаментальной физической постоянной — постоянной Планка, которая равна $h = 6.62607015 \times 10^{-34}$ Дж⋅с. До 2019 года эталоном служил материальный объект — цилиндр из платино-иридиевого сплава.