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2019年5月20日に発効した質量の定義など国際単位系の諸改定
国際単位系(SI)は、7つの基本単位(m、kg、s、A、K、cd、mol)とその組立単位などでつくられている

2019年5月20日に発効した質量の定義など国際単位系の諸改定
(国際単位系(SI)は、7つの基本単位(m、kg、s、A、K、cd、mol)とその組立単位などでつくられている)

2019年5月20日に発効した質量の定義など国際単位系の諸改定

福島原子力発電所事故と放射性物質そして放射線測定
放射線の単位であるシーベルトとベクレルとグレイの関係

放射線と健康被害 原発被害が及ぼす社会影響とどのように向き合うか
(計測はモノをみる目である 計測からみた原子力事故と地球環境)
東京電力が福島第二原子力発電所の廃炉を決定
日本の原子力発電所の現状-その1-
原子力発電と福島第一原発事故がもたらしている被害の現実
原子力発電と福島第一原発事故がもたらしている被害の現実-その2-

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2019年5月20日に発効した質量の定義など国際単位系の諸改定

SI単位を表したロゴ。
国際単位系(英: International System of Units、略称:SI)とは、
メートル法の後継として国際的に定めた単位系である。


2019年5月20日に発効した質量の定義など国際単位系の諸改定

SIの七つの基本単位のうち四つ、キログラム、アンペア、ケルビン、
モルは物理定数を用いて再定義され2019年5月20日に発効した。



2019年5月20日に発効した質量の定義など国際単位系の諸改定

2019年5月20日に発効したプランク定数にもとづいた質量の定義などの諸改定

 2018年秋に開催された第26回国際度量衡総会において、プランク定数にもとづいた質量の定義改定を含む、 SI基本単位の定義改定が審議・採択され、この度、改定されたSIが2019年5月20日(World Metrology Day)に発効した。国際単位系(SI)の基本単位の定義の多くは、長さはメートル原器から「光の速さ」という物理定数にもとづく定義となり、より普遍的なものに置き換わってきた。質量だけは国際キログラム原器という人工物で定義され、100年以上にわたって使われてきた。国際キログラム原器の質量変動の影響が懸念されていた。基礎物理定数の一つであるプランク定数にもとづいた質量の定義をするために日本を含む世界の計量標準機関が研究開発を重ねてきていた。

国際単位系(SI)の改定が2019年5月20日に発効

 メートル条約締約国は、2018年11月16日に、SIを改定するための決議をしてキログラム、アンペア、ケルビンそしてモルの定義を変更した。フランス・ベルサイユでの第26回国際度量衡総会でなされたこの決議は、すべてのSI基本単位が自然界を特徴づける定数によって定義されることを意味している。このことによりSIの将来的な安定が保証されるとともに、それらの定義を実現する、量子テクノロジーを含む、新技術が使用される機会が開かれる。

 改定後のSIにおいて、SI 基本単位のうち四つ、すなわちキログラム、アンペア、ケルビン、そしてモルが物理定数を用いて再定義され、 それらの新しい定義は、それぞれプランク定数(h)、電荷素量(e)、ボルツマン定数(k)、そしてアボガドロ定数(NA)の確定値にもとづくことになりました。 更に、SIのすべての7つ基本単位の定義もまた一様に、明示的な定数の形式で表現される。各基本単位の定義を実用的に実現する手段を説明するため、具体的な実現方法も規定される。

新しい定義は計量計測分野の新技術開発のきっかけになる

 定義改定が日常生活や従来の計量計測に直ちに影響を与えることはない。決して変わらない物理定数を定義にすることで計量単位の長期的不変性が確保されたことの意義は大きい。新しい定義による測定器が開発されることで、これまで正確に測定することが困難だった微小質量を直接測ることへの道が拓かれる。ナノテクノロジーなどへの寄与が期待される。新しい定義によって計量計測分野の新技術開発のきっかけになり、それらの相互作用によってイノベーションにつながる。

アボガドロ定数の高精度化がキログラムの再定義につながった

 質量測定においては1キログラムというキログラム原器から分割して導き出す方式になる微小質量の測定領域で、新しい測定方式や測定器が開発されることが期待される。微小質量を直接に測定することのほか、ナノテクノロジー領域に新分野を拓くことにつながる。

 新定義となった四つの基本単位のキログラム、アンペア、ケルビン、モルは、それぞれプランク定数(h)、電荷素量(e)、ボルツマン定数(k)、そしてアボガドロ定数(NA)の確定値にもとづくことになった。この結果、SIのすべての七つ基本単位が、物理定数の式で表現された。

原子一個あたりの質量に基づいて再定義に道を拓いた

 光の波長を精密に制御にすることによってシリコン球体の形状をナノメートル領域で計測する装置を開発することでアボガドロ定数の高精度化に成功した。独立行政法人 産業技術総合研究所は、フランス、イタリア、オーストラリア、ドイツ、イギリス、アメリカ合衆国、欧州委員会の計量標準研究機関との国際研究協力(アボガドロ国際プロジェクト)により、アボガドロ定数の高精度化に成功していた。

 アボガドロ定数は1モル(mol)の物質に含まれる原子や分子などの数である。物理学や化学の分野で用いられる基礎物理定数の一つ。アボガドロ定数の高精度測定ができると、国際キログラム原器で定義されている質量の単位を、原子一個あたりの質量に基づいて再定義に道を拓いた。

国際単位系の構造と組成

国際単位系(SI)は、7つの基本単位(m、kg、s、A、K、cd、mol)とその組立単位などでつくられている

 国際単位系(SI)は、長さ、質量、時間、電流、温度、光度、物質量に対応する7つの基本単位(m、kg、s、A、K、cd、mol)とその組立単位などでつくられている。

 出発点は近代度量衡の礎となる1875年のメートル条約の成立である。1889年の第1回国際度量衡総会では、メートル原器とキログラム原器がそれぞれ長さと質量の単位として定められた。金属は物資としての安定性に優れた白金とイリジウムの合金であるが、ここには鉄などが極微小ながら紛れ込んでいた。質量変動の要因はわかっていない。

 長さの単位メートルは2度の定義改定があった。1960年のクリプトンランプの波長への定義移行と国際メートル原器の廃止、1983年の光が真空中を伝わる行程の長さを基準にした新定義への移行の2度である。

質量の単位キログラムのプランク定数による定義の背景

 キログラムの定義においては、その誕生から130年ほど経過した現在でも、国際キログラム原器が基準として用いられている。国際キログラム原器はパリ郊外にある国際度量衡局(BIPM)に保管されている。世界の質量標準は国際キログラム原器との定期的な校正によって値付けされた各国のキログラム原器との比較の連鎖によって維持・管理されていた。

 表面汚染や損耗などの影響により、国際キログラム原器の質量の長期安定性は50 µg 程度である。1 kg に対して相対的に5×10-8のわずかな変動幅である。近年の計測技術としてはは無視できない大きさである。このようなことでキログラムの定義もメートルと同じように基礎物理定数によって定義することが国際度量衡委員会(CIPM)などで検討されてきた。

 キログラムの基礎物理定数を用いた再定義案としては、原子の数から質量を決めるアボガドロ定数に基づくもののほかにも、相対論と光電効果から光子のエネルギーと質量を関連づけるプランク定数に基づくものが検討されていた。

 2つの定数を国際キログラム原器の長期安定性(5×10-8)を上回る精度で決定することがキログラムの再定義のための条件とされた。

 レーザーによるメートルの再定義が、ナノメートルオーダーでの正確な長さ測定を可能とし、原子レベルで物質を制御する「ナノテクノロジー」の土台を築くことになった。基礎物理定数による質量標準によって、原子レベルでの正確な質量測定の基盤技術などを通して、「ナノテクノロジー」を含む先端科学や産業技術に大きな変革をもたらすことにつながる。

シリコン球の形状と密度の精密測定によってアボガドロ定数を高精度に決定

 シリコンは高純度、無欠陥の大型単結晶を比較的容易に得ることができる。シリコンは物理的性質がよく知られている。

 現行のモルは 質量数12の炭素原子(12C)によって定義されているが、12Cとシリコン原子との質量比は高い精度で測定されている。シリコン結晶を用いても1モルの物質に含まれる原子や分子などの数であるアボガドロ定数を高精度に決定できる。

 シリコン結晶の格子定数を測る実験がまず始められた。1987年にシリコン結晶を真球に近い球体に研磨する技術ができるようになった。このことはシリコン結晶の密度を高い精度で測ることにつながった。

 産総研では、数十ナノメートルの真球度で超精密研磨された質量1kgのシリコン球体の形状を測定するレーザー干渉計を開発した。1994年には世界で最初に真空中でシリコン球体の密度を測ることに成功した。空気の屈折率の影響を受けることなく密度を測定することで固体密度の世界最高精度で測定した。

質量とエネルギーが 等価だからプランク定数とアボガドロ定数の二つの定数の相関によってキログラムを定義できる

 国際単位系(SI)の基本単位のなかには他の基本単位に依存しているものがある。光と温度はまったく異なる現象と思われたが、その本質はエネルギーの一形態である。質量はエネルギーと等価である。

 関係ないと思われていた現象のそれぞれ付与された単位も、現象が相互に関係するなら一方の単位を別の単位で肩代わりすることができる。「基本」単位と思っていたの単位が「組立」単位だった。

 この相互作用は、単位系を強固にする検証手段になる。質量とエネルギーが 等価だからこそ、エネルギーの単位であるプランク定数と原子等、粒子の個数 に関わる単位であるアボガドロ定数の二つの定数の相関から質量の単位であるキログラムを定義できる。

 定義の改定前後に値に変動が生じないように、基本量と結びつけられる定数は慎重に評 価することになる。定数の膨大な桁数は、メートルやキログラムとつじつまを合わせるためのものである。

 メートルは光の速さで規定されるようになった。メートル法の起源となった長さの単位メートルは地球外周の4万分の1とした。海の上や山の凹凸などのことがあるから北極点から赤道までの子午線の距離に沿うとする距離を測ってこれに代えた。地球を計ってそれを綺麗な区切りの数字で割って1メートルとした。

2019-05-27-2-various-revisions-such-as-the-definition-of-mass-that-went-into-effect-on-may-20-2019-


【参考】日本計量新報論説ほか
第26回国際度量衡総会でキログラムほかSIの基本4単位の定義を改定
(副題)「キログラムの大きさは、プランク定数hの値を正確に6.626 070 15×10-34 J sと定めることによって設定される」

キログラムの定義改定を実現したプランク定数測定の方法
(副題)プランク定数測定のためのワット・バランス法とX線結晶密度法

国際単位系(SI )と7つの基本単位の正体
副題(質量だけは国際キログラム原器で定義され130年ほど使われてきた)

プランク定数で規定された質量標準はシリコン球の質量計測で実現される
副題(地球を10mの凹凸に見立てられる真円度のシリコン球は物質量を体現)

質量と重量の違い及び質量の単位キログラムの定義変更
2018年11月16日開催の国際度量衡総会で質量の単位キログラム(kg)を定義変更

【質量と重さ(重量)の区別】
質量と重さ(重量)を混用してはならない(執筆 岩田重雄 元日本計量士学会会長)
気になる計量の言葉づかい「足せるものと足せないものがある」

【資料 質量の単位キログラムの定義および新定義に関係する諸事項】
質量の単位であるキログラム(kg)の定義変更と関連する諸事項
2018-11-16-various-matters-related-to-the-definition-change-of-kilogram-which-is-unit-mass-measurement-news-site-
国際度量衡総会のキログラムの定義変更と産業技術総合研究所の発表資料など
2018-11-17-announcement-materials-national-institute-advanced-industrial-science-and-technology-change-definition-kg-

質量の単位であるキログラム(kg)の定義変更と関連する諸事項
2018-11-16-various-matters-related-to-the-definition-change-of-kilogram-which-is-unit-mass-measurement-news-site-

旅のエッセー集 essay and journey(essay of journey) 旅行家 甲斐鐵太郎
essay and journey(essay of journey) by kai tetutaro

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(レイラは渋い、日本向けアレンジか)
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(若くはなくなったクラプトン テアーズ・イン・ヘブンを歌うライブ音源)
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(ギターに電気を入れてギンギンに鳴らします)
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音楽とオーディオ 目次
音楽・オーディオの文化・評論(芥川賞作家の五味康祐氏)
五味康祐氏の音楽とオーディオ評論(エッセー)
楽曲(音楽)とユーチューブ(動画)目次
楽曲(音楽)とユーチューブ(動画)-その内容 1-
YAMAHAコンサート用のPAスピーカー S0108T 執筆 甲斐鐵太郎
「ハッピーエンド」を聴く 執筆 旅行家 甲斐鐵太郞
土曜日、ガストで新調したパソコンの動作を確かめる。快調だと朝定食を食べて喜ぶ。執筆 甲斐鐵太郎
キャノン7とキャノンP 執筆 甲斐鐵太郎
中央道下り諏訪から北アルプスがみえる 執筆 甲斐鐵太郎
中央道下り諏訪から穂高岳、槍ヶ岳、常念岳がみえる
富士市の富士山展望の宿に泊まった 執筆 甲斐鐵太郎
国道158号線 松本市に向かう冬の旅である 執筆 甲斐鐵太郎
霧ヶ峰高原 八島湿原 八ヶ岳の雪と青い空 執筆 甲斐鐵太郎
石老山(標高702 m)2月1日、雪の朝 執筆 甲斐鐵太郎
真鶴と湯河原をぶらりとする 執筆 甲斐鐵太郎
熱海桜は河津桜よりも確実に早く咲く 執筆 甲斐鐵太郎
真鶴と湯河原をぶらりとする 執筆 甲斐鐵太郎
真鶴と湯河原をぶらりとする 執筆 甲斐鐵太郎
富士山を見るために二週連続で富士宮駅前のホテルがでかけた 執筆 甲斐鐵太郎
(ダイヤモンド富士が出現する暦、年中ダイヤモンド富士が見られます 執筆 甲斐鐵太郎)
1月10日、京都えびす神社の「えべっさん」 執筆 甲斐鐵太郎
富士山に陽が昇る 執筆 甲斐鐵太郎
富士山が見えている夕方に「吉田のうどん」を食べる 執筆 甲斐鐵太郎
(副題)本を読むこと、文章を書くこと、とwebが一体になった

山中湖から富士山を仰ぎ見るのを楽しみにしている。執筆 甲斐鐵太郎
太陽が平原の林に沈んだ。月が輝きだした。高原の冬である。執筆 甲斐鐵太郎
大王わさび農場を冬至の日に訪れる 執筆 甲斐鐵太郎
上高地夏至のころ 執筆 甲斐鐵太郎
江戸の人々の山岳信仰の山だった大山(標高1,252m) 執筆 甲斐鐵太郎
林の向こうに青空が見えると嬉しくなります 執筆 甲斐鐵太郎
山手のレストランとBOSEのスピーカー 旅行家 甲斐鐵太郎
三浦岬をぐるりと巡って葉山マリーナにでた 執筆 甲斐鐵太郎
浅草の場外馬券売り場前の飲み屋で一杯 執筆 甲斐鐵太郎
お酉さま 執筆 甲斐鐵太郎
晩秋の霧ヶ峰高原 霧に包まれたカラ松の高原道路を走る 執筆 甲斐鐵太郎
カラマツは黄色と赤の中間色に燃えていた。カラマツ林の裾に民家があった。茅野市である。執筆 甲斐鐵太郎
10月の下旬に新潟市の界隈をうろついた 執筆 甲斐鐵太郎
11月の旅 壊れているフィルムカメラを旅の途中で買った これが酒の肴にはいい 執筆 甲斐鐵太郎
10月12日、川上村のレタス畑は最後の収穫をしていた 執筆 甲斐鐵太郎
信州の秋をめぐる 諏訪から佐久にでる 千曲川沿いを走る 執筆 甲斐鐵太郎
信州松本市郊外で秋のめぐみに出会う 執筆 甲斐鐵太郎
金曜日の夜は紅葉と夕日と星空の八ヶ岳、霧ケ峰そして美ケ原を走っていた 執筆 甲斐鐵太郎
日本平と久能山東照宮 執筆 甲斐鐵太郎
私と上高地-その6-上高地賛歌 八ヶ岳登山で山の自然に魅了される 甲斐鐵太郎
私と上高地-その5-格好いい山男は女に好かれる 山で英雄になった男の物語 執筆 甲斐鐵太郎
私と上高地-その4-槍ヶ岳・穂高岳登山と上高地 執筆 甲斐鐵太郎
私と上高地-その3-上高地帝国ホテルと大正池界隈を歩く 執筆 甲斐鐵太郎
私と上高地-その2-登山とロマンチズムそして感傷主義 執筆 甲斐鐵太郎
私と上高地-その1-槍ヶ岳と穂高岳のあとの休息地・上高地 執筆 甲斐鐵太郎
横浜市山手の丘にでかけると海が見え瀟洒な家並みにはブリキ博物館が紛れ込んでいた
夕暮れどきの高山市古い町並み‎2018‎年‎6‎月‎23‎日、‏‎18:06:44
夏至の日の旅行で郡上八幡市の古い町並みを見物する
6月24日、松本市波田のスイカを買う 温室栽培の大玉スイカです
6月に晴れる 小さなリゾート地相模湖で憩う
白いヒナと黒い3羽のヒナを連れて湖面を移動するコブハクチョウ
夏の訪れを告げる鮎釣り 相模川の6月1日の夕暮れ時
よい景色とよい音楽と美味しい食事 八ヶ岳と北欧レストランとパソコンでユーチューブ
近江の国、多賀大社(たがたいしゃ)の茅の輪くぐり
特別な位置にいる投手としての大谷翔平
「春の日と一人娘はくれそでくれない」ので5月は午後7時まで遊んでいられる
奥飛騨の新芽の背景は北アルプス穂高連峰の山肌であった
松本駅前の昭和横丁でホルモンを食べる 松本山雅FCファンがやかましい店だ
金曜日、思いついて新宿から松本に向かう。塩尻駅で降りた。
東京の桜は散って新緑の季節になりました
武田信玄の北条との決戦地の三増峠近くの枝垂れ桜
(季節は2カ月と半分ほどで夏至になる)
北杜市実相寺の山高神代桜は甲府盆地の桃の花と開花時期が同じです
(関東地方の春分の日は雪が舞い河口湖では28㎝も雪が積もりました)

陽だまりでは梅の花が土手にはスミレが咲く
5月になれば水田に映える常念岳を見に安曇野にでかけよう
埼玉県吉見町の栽培農家で買ったイチゴは甘かった美味かった
富士山の雨を集めた山中湖は忍野をへて津久井湖で道志村に降った雨と合流する
槍ヶ岳 霧ヶ峰からの遠望(高原の秋の始まりのころ)
山みちで老いたキツネにであう 旅行家 甲斐鐵太郎
数学者も物理学者も現在持つ知識は写し取って得たものである
インターネットで拾った文章を繋げて出来上がるニュース報道
数学と物理学者が事実として構想することと実験によって確かめられる事実
数学と物理学者が事実として構想することと実験によって確かめられる事実
数学と物理学者が事実として構想することと実験によって確かめられる事実
(光波干渉測定システムはアインシュタインの理論を事実として確認した)

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