Килограмм
Базовая единица СИ · величина: масса
01 · Определение
До 2019 года килограмм был вещью: платино-иридиевый цилиндр под тремя колпаками в подвале под Парижем. Теперь это постоянная Планка, пересчитанная через метр и секунду.
Килограмм определён фиксацией h = 6,626 070 15·10⁻³⁴ джоуль-секунды. Джоуль-секунда — это kg·m²/s, поэтому, зная метр и секунду, из постоянной Планка получается масса. Практически это делают весы Киббла: электромагнитная сила уравновешивает груз, и массу вычисляют через электрические величины, которые сами воспроизводятся квантовыми эффектами. Единственная странность осталась в имени: килограмм — базовая единица с приставкой внутри, поэтому кратные строят от грамма, а не от килограмма.
Весы Киббла приравнивают механическую мощность m·g·v электрической U·I, а U и I берут из эффектов Джозефсона и Холла — то есть из постоянной Планка. Масса измеряется без единой гири.
02 · Пересчёт
Введите массу — паспорт пересчитает
Приставки в СИ навешивают на грамм: миллиграмм, микрограмм, мегаграмм. Мегаграмм в жизни называют тонной — она вне СИ, но допущена. Русские меры до 1918 года были привязаны к английскому фунту, поэтому пуд и золотник пересчитываются точно.
Килограмм-сила (кгс) — это не масса, а вес килограмма: 9,806 65 N ровно. В СИ такой единицы нет, но в старых чертежах она встречается на каждой странице.
| Единица | Название | Значение | Где встречается |
|---|---|---|---|
| µg | микрограмм | 1·10⁹ | фармакология, следовые примеси |
| mg | миллиграмм | 1 000 000 | таблетки, ювелирные пробы, аналитика |
| g | грамм | 1000 | кухня, почта, лаборатория |
| kg | килограмм | 1 | базовая запись массы в СИ |
| t | тонна = Mg | 0,001 | грузы, техника, промышленность |
| kt | килотонна = Gg | 1·10⁻⁶ | флот, сырьё, статистика производства |
Приставки навешивают на грамм: 1 t = 1 Mg, 1 kt = 1 Gg — «килокилограмма» в СИ не существует
03 · Порядки величин
от электрона до звездыКилограмм: литр воды, пачка бумаги
04 · Приборы измерения
Чем измеряют килограммы
Первичная реализация: механическая мощность уравнена электрической. Килограмм получается из постоянной Планка, точность 10⁻⁸.
Сравнивает эталон с рабочей гирей в вакууме: разрешение 0,1 µg на килограмме. Так передают массу по поверочной цепочке.
Метод XRCD: атомы в идеальном шаре пересчитывают по решётке. Независимый путь к килограмму — через число Авогадро.
Электромагнитная компенсация вместо гирь: показывают массу, но измеряют силу — поэтому их калибруют под местное g.
05 · Правила записи
Приставки навешивают на грамм, а не на килограмм
Килограмм — единственная базовая единица с приставкой в имени, поэтому «килокилограмм» невозможен: тысяча килограммов — это мегаграмм, он же тонна. Символ строчный: kg, а «Kg» и «kgs» — не СИ. По-русски счётная форма «килограммов»: пять килограммов, а не «пять килограмм».
06 · Соседние единицы
Из килограмма растёт вся механика: умножьте на ускорение — получите ньютон, на скорость в квадрате — джоуль. Тринадцать производных единиц СИ содержат килограмм; тонна и грамм — его ближайшие бытовые родственники.
носитель приставок
базовая СИ
kg·m/s²
Масса — мера инерции и запаса энергии одновременно: в килограмме вещества 9·10¹⁶ джоулей.
07 · Исторический раздел
Чем взвешивали до килограмма
Сорок русских фунтов. Мера зерна, чугуна и оброка; в чертежах и накладных держалась до 1920-х.
1/96 русского фунта. Аптечная и ювелирная мера: «мал золотник, да дорог» — про него.
Ровно 200 миллиграммов с 1907 года. До этого каждый рынок имел свой карат — от 188 до 213 mg.
Цилиндр из платины с иридием, 39 мм в диаметре, под тремя стеклянными колпаками. Сто тридцать лет был килограммом.
Последняя единица, которая была вещью, — и вещь начала худеть
К 1990-м стало ясно: международный прототип и его официальные копии расходятся примерно на 50 микрограммов за столетие. Кто из них «настоящий», выяснить было невозможно — килограмм по определению равнялся прототипу, так что худел не он, а весь остальной мир. Это и стало главным аргументом реформы 2019 года: масса, энергия и частота теперь связаны через постоянную Планка, а цилиндр из Севра остался эталоном только для истории метрологии.
Каталог · Международная система единиц
Паспорт на каждую величину
Семь базовых единиц, двадцать две производные с собственными именами и архив систем, вышедших из обращения. Каждая — отдельный лист: определение, размерность, пересчёт, приборы, правила записи. На 33 языках.
Базовые единицы
откройте паспорт килограммаПроизводные с собственным именем
терракотой — те, чьё определение содержит килограммИсторические системы
архив обозначенийЯзык паспорта
33 языка. Символ kg и формулы не переводятся — они одинаковы во всех локалях; переводится описание, примеры и правила записи для конкретной письменности.