على اليسار، تحت ناقوسين من الزجاج، تقف أسطوانة من البلاتين والإيريديوم — معيار الكيلوغرام القديم. وعلى اليمين يصعد ملف نحاسي لميزان كيبل ويهبط بين قطبي مغناطيس. يصل إليه التيار عبر الأسلاك، وتحته يرتجف شعاع الليزر الذي يقيس سرعته. وتشفّ عبر المشهد الحروف kg. تعرض الشاشة 1,000 000 00 kg. ويومض ضوء التسجيل.
صفحة الوحدة
وحدة أساسية في النظام الدوليمراجعة 2026-10الكيلوغرام kg
وحدة أساسية في النظام الدولي · الكمية: الكتلة
مئة وثلاثين عامًا كان الكيلوغرام أسطوانة واحدة
في خزنة قرب باريس، تحت ثلاثة نواقيس زجاجية، كانت ترقد أسطوانة من البلاتين والإيريديوم ارتفاعها 39 mm وقطرها 39 mm. ومنذ 1889 كانت كتلتها بحكم التعريف هي الكيلوغرام. وكل بضعة عقود كانت تُخرج لتُقارن بنسخ من دول مختلفة.
تبيّن أن النسخ والمعيار يتباعدان: في مئة عام بلغ الفرق نحو 50 ميكروغرامًا — كتلة حبة رمل. ولم يكن ممكنًا معرفة هل تتغير النسخ أم المعيار نفسه، لأن المعيار بحكم التعريف كان يزن كيلوغرامًا واحدًا بالضبط.
منذ 2019 يُثبَّت الكيلوغرام عبر ثابت بلانك h = 6,626 070 15·10⁻³⁴ J·s. والصلة بالكتلة يقدمها ميزان كيبل: عليه يُعادَل ثقل الكتلة بقوة كهرمغناطيسية، ويُقاس التيار والجهد بظواهر كمومية يدخل فيها h. وصار ممكنًا تحقيق الكيلوغرام في أي مختبر.
الرمز kg بأحرف صغيرة، والحرفان كلاهما صغيران. أما K الكبيرة فهي الكلفن؛ و«Kg» و«KG» خطأ. والكيلوغرام هو الوحدة الأساسية الوحيدة في النظام الدولي التي في اسمها بادئة، لذا تُشتق المضاعفات من الغرام: mg وMg، لا µkg ولا kkg. ويُرمز للكتلة بحرف m صغير.
الكتلة والوزن. كتلة الثقل بالكيلوغرام واحدة على الأرض وعلى القمر. أما الوزن فهو القوة التي يضغط بها على مسنده، ويُقاس بالنيوتن. وعلى القمر يزن الثقل نفسه أقل بست مرات. موازين البيوت تعرض الكتلة لكنها تحسبها من الوزن، لذا تخطئ قليلًا من مدينة إلى أخرى.
01 · التعريف
ميزان كيبل · الوزن · الكتلةيعمل ميزان كيبل على خطوتين. أولًا توضع كتلة في كفة، ويُغذّى الملف في المجال المغناطيسي بتيار يجعله يشدّ إلى أعلى بالقوة نفسها. وزن الكتلة m·g يساوي القوة الكهرمغناطيسية B·L·I.
ثم تُرفع الكتلة ويُحرَّك الملف في المجال نفسه بسرعة ثابتة v. فيتولد فيه جهد U = B·L·v. ويختزل الجداء المجهول B·L ويبقى m·g·v = U·I. القدرة الميكانيكية تساوي القدرة الكهربائية.
يُقاس الجهد بظاهرة جوزفسون والتيار بظاهرة هول. وكلا المعيارين يقوم على ثابت بلانك. أما تسارع الجاذبية g فيقيسه مقياس جاذبية في الغرفة نفسها، والسرعة مقياس تداخل ليزري. وهكذا تُستخرج كتلة الثقل من h والثانية والمتر.
كيف تُوزن كتلة بالتيار
في الكفة اليسرى كتلة، وعلى اليمين يتدلى ملف نحاسي فوق مغناطيس. اضبط الكتلة واختر مكانًا: عند خط الاستواء الجاذبية أضعف، وعند القطب أقوى. زر «زِن» يشغّل التيار: يضبطه منظِّم حتى يستوي العاتق أفقيًا. و«حرّك» يرفع الكتلة ويسحب الملف عبر المجال فيتولد فيه جهد. ومن الخطوتين يحسب الجهاز الكتلة. بالأزرق المغناطيس والمجال، وبالنحاسي الملف، وبالذهبي التيار والقدرة، وبالأحمر ميل العاتق. وفي الأسفل ثلاث مناظر. «التوازن» يعرض القوى على العاتق أثناء الخطوة. «انجراف المعيار» يعرض كيف تباعدت نسخ الأسطوانة القديمة. «الكتلة والوزن» يعطي وزن الكتلة نفسها بالنيوتن في أماكن مختلفة.
الجاذبية تختلف حتى داخل مدينة واحدة
عند القطب g ≈ 9,832 m/s²، وعند خط الاستواء ≈ 9,780 m/s²: الأرض مفلطحة وتدور. على قمة جبل يكون g أصغر، وفوق الصخور الكثيفة أكبر. ميزان كيبل يقارن القوى؛ ولولا g محلي دقيق لأخطأ بأجزاء من مئة من الواحد في المئة. وبجانبه دائمًا مقياس جاذبية مطلق، يُسقط عاكسًا زاويًا في الفراغ ويقيس تسارعه بالليزر.
02 · التحويل
الوحدات · الوزن · الطاقةمن الكيلوغرام إلى الغرام والرطل والنيوتن
أدخل كتلة بأي وحدة. التبويب الأول يحوّلها إلى كيلوغرامات وغرامات وأطنان وأرطال وأوقيات وقراريط. والثاني يعرض وزن هذه الكتلة على الأرض والقمر والمريخ. والثالث يعطي طاقتها وفق E = m·c² وترددها عبر h.
| {k} | {v} | {note} |
كتلة الإلكترون 9,1·10⁻³¹ kg، وكتلة الشمس 2·10³⁰ kg. وبينهما ستون مرتبة. والكيلوغرام في المنتصف تقريبًا — كتلة لتر من الماء، شيء يسهل حمله في اليد.
04 · أدوات القياس
مقارن · ثقل · كرة · مقياس جاذبيةالكتلة تُقارن ولا تُقاس مباشرة
{title}
{text}
05 · قواعد الكتابة
kg بأحرف صغيرة · البادئات على الغرامالبادئات تُضاف إلى الغرام لا إلى الكيلوغرام
يُكتب الكيلوغرام بأحرف صغيرة، kg، مع فراغ بعد العدد. وتُشتق المضاعفات والأجزاء من الغرام: mg وµg وMg. والطن، t = 1000 kg، مقبول مع النظام الدولي. ويُكتب الوزن بالنيوتن.
K الكبيرة هي الكلفن. لا توجد بادئتان متتاليتان، لذا «mkg» و«kkg» خطأ. الوزن قوة؛ ووحدته النيوتن لا الكيلوغرام. و«µkg» هو الخطأ نفسه ببادئتين؛ والصحيح mg. و«كيلو» اختصار دارج؛ وفي النص تُكتب الكلمة كاملة.
06 · الوحدات المجاورة
الكتلة والقوةالوزن: 1 kg يزن 9,81 N.
البلاتين والإيريديوم — 21 500.
0,2 g — كتل صغيرة للأحجار الكريمة.
07 · القسم التاريخي
أرشيف · من لتر الماء إلى ثابت بلانككيف أُنزل الكيلوغرام عن الرف
{title}
{text}
معيار لا يمكن التحقق منه
ما دام الكيلوغرام شيئًا ماديًا كانت كتلته بحكم التعريف كيلوغرامًا واحدًا. فإذا فقدت الأسطوانة ذرات عند التنظيف أو جمعت غبارًا من الهواء «تغيّر» معها الكيلوغرام في العالم كله. ولم يكن ذلك يُلاحظ إلا عبر النسخ — والنسخ كانت تتغير أيضًا.
في مقارنات 1946 و1989 ظهرت معظم النسخ الوطنية أثقل من المعيار ببضع عشرات من الميكروغرامات. وعلى اليمين يظهر كيف تباعدت كتل النسخ عن المعيار: المنحنيات تتفرق، بينما يبقى المعيار نفسه دائمًا عند الصفر.
أزال التعريف الجديد هذه المفارقة. صارت الأسطوانة ثقلًا عاديًا؛ كتلتها معروفة بدقة نحو 10 µg ويمكن أن تتغير، أما الكيلوغرام فيبقى كما هو.
فهرس الكميات
الكتلة والوزن · 12 صفحة
الفهرس · كل الكميات في صفحة واحدةالمختبر عند مدخل الفهرسقطرة حمض تغيّر لون العصير، والملح يلوّن اللهب، والماء يتجمد بنقرة. وتحتها كل صفحات Simetrium بحسب المجال وبالترتيب الأبجدي.افتح الفهرس ←
