密林の図書室

人生は短く、経験からのみ得られることは限られます。読書から多くのことを学び、アウトプット化も本との対話の一部として大切なものと考えており、このブログを立ち上げました。日々読んできた本の備忘録を兼ねた書評と内容の概要紹介及び読書感想をまとめたブックレビューのブログです。過去に別名でAmazonのレビュー欄に掲載したものとそちらには未掲載のものがあり、後者は「Amazonレビュー欄未掲載」タグをつけてあります。

長さ、質量、時間、電流、熱力学温度、物理量、光度。『新しい1キログラムの測り方 科学が進めば単位が変わる』

(著:臼田 孝)

 

 1mの長さを正確に伝えるため、長く国際メートル原器が長さの基準になっていた。しかし、1983年から、光が真空中を伝わる行程を基準にするようになった。このように、精度を少しでも高めるため、科学の進歩によって単位の基準が変わってきた。

2018年11月には、いまだに原器が基準になっている質量の定義も国際度量衡会議で公式に変わる見通しだという。それも加えると、国際単位系の基本7単位の定義は次のようになる。

 

・長さ(m):単位時間に光が真空中を伝わる行程の長さ

・質量(kg):プランク乗数の値を正確に定める。

ことによって設立される。

・時間(s):セシウム133原子が発する電磁波の固有の周期

・電流(A):真空中に1メートル間隔で平行に配置された無限に細く無限に長い2本の直線状導体が一定の力を及ぼしあう電流(真空の透磁率を規定)。

・熱力学温度(K):水の三重展の熱力学温度の1/273.17。

・物理量(mol):0.012キログラムの炭素12の中に存在する原子の数に等しい数の要素粒子を含む系の物理量。

・光度(cd):周波数540x10**12ヘルツの単色放射を放出し、所定の方向におけるその放射強度が1/683ワット毎ステラジアンである光源の、その方向における光度。

 

 量子力学相対性理論。ジョセフソン効果。量子ホール効果。時間はセシウム原子時計で行くところまでいったと思ったら、「光周波数時計」という新たな原子時計に期待が集まっている。質量についても、E= hf = mc**2 の関係から、m = hf/c**2 で求まる。ここでfは電磁波の周波数、hはプランク定数、Eはエネルギーである。

 

 理科系の人でもわかるように、数式は最小限にしてある。ただ、ブルーバックスシリーズの一冊であり、誰でも読めるというほどはやさしくはなく、多少の歯ごたえはある。個人的には、基本7単位のうち唯一人間の感覚に沿って決められているカンデラの測定方法について、「ここでは詳述する余地がありませんが、世界のNMIでは今も測定方法の開発が続いています」と割愛されているのが少し残念だった。

 

新書、246ページ、講談社、2018/4/18

 

新しい1キログラムの測り方 科学が進めば単位が変わる (ブルーバックス)

新しい1キログラムの測り方 科学が進めば単位が変わる (ブルーバックス)

  • 作者: 臼田孝
  • 出版社/メーカー: 講談社
  • 発売日: 2018/04/18
  • メディア: 新書