[논문]기본상수를 이용한 SI 기본단위의 재정의

이호성

doi:10.3807/kjop.2019.30.4.133

기본상수를 이용한 SI 기본단위의 재정의
Redefinition of the SI Base Units with Fundamental Constants 원문보기

한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics, v.30 no.4, 2019년, pp.133 - 141

이호성 (한국표준과학연구원 시간표준센터)

초록
AI-Helper

기본상수를 이용한 국제단위계 개정이 2018년 11월에 개최된 제26차 국제도량형총회에서 채택되었다. 국제단위계에 속한 4개의 기본단위(킬로그램, 암페어, 켈빈, 몰)가 각각 그 값이 고정된 플랑크 상수 h, 기본 전하 e, 볼츠만 상수 k, 아보가드로 상수 $N_A$를 기반으로 재정의되었다. 이 논문에서는 키블 저울을 이용하여 플랑크 상수로부터 킬로그램을 재정의한 원리를 설명한다. 개정된 국제단위계는 2019년 5월 20일부터 발효된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Revision of the International System of Units (SI) in terms of fundamental constants was achieved by the 26th General Conference on Weights and Measures (CGPM) in November 2018. Four base units (kilogram, ampere, kelvin, and mole) of SI were redefined by fixing the values of the Planck constant h, elementary charge e, Boltzmann constant k, and Avogadro constant $N_A$ respectively. In this paper the scientific principle for redefining the kilogram from the Planck constant with the Kibble balance is explained as an example. The revised SI takes effect on May 20, 2019.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Operational principle of the Kibble balance: F_em and F_m mean an electromagnetic force and a mechanical force, respectively. When the two forces are balanced, we can find out the mass through two operational modes.
표 Table 1. The CODATA recommended values and relative standard uncertainties for the Planck constant from 1998 to 2014
그림 Fig. 2. Values of the Planck constant h and the CODATA 2017 value. The inner band is ± 2 × 10^-8 and the outer band is ± 5 × 10^-8 (KB: Kibble balance; XRCD: x-ray-crystal-density)^[13].
표 Table 2. The CODATA 2017 adjusted values of h, e, k, and N_A^[13].
표 Table 3. The CODATA 2017 values of h, e, k, and N_A for the revision of the SI^[13].
그림 Fig. 3. Relationship among the seven defining constants and the seven SI base units: the unit from which an arrow starts is included in the definition of the unit which the arrow indicates.
표 Table 4. Fundamental constants having no uncertainty by the revision of the SI
표 Table 5. Quantities having new uncertainty by the revision of the SI
표 Table 6. SI derived units with special names and symbols which can be defined by the seven defining constants

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	미터의 정의는?	이를 위해 1975년 CGPM에서는 빛의 속력(기호: c)의 수치를 다음과 같이 고정시켰다: c = 299 792 458 m/s 1983년에 채택된 미터의 새 정의는 이렇게 고정된 빛의 속력에서 유도되어 나온 결과이다. 다시 말해 위 식을 m에 대해 쓰면, m = c ‧ 1/299 792 458 ‧ s 이고, 이것을 말로 풀어 쓴 것이 바로 미터의 정의이다: “미터는 빛이 진공에서 1/299792 458 초 동안 진행한 경로의 길이이다.” 이것이 가능한 이유는 빛의 속력 값이 불확도(uncertainty) 없이 고정된 수치이기 때문이다.
	SI에 있는 7개의 기본단위는 무엇인가?	여기서 기준으로 보통 사용되는 것이 ‘단위’이다. 현재 국제적으로 널리 통용되는 ‘국제단위계(약칭: SI)’에는 7개의 기본단위가 있는데, 그것은 미터(기호: m), 킬로그램(kg), 초(s), 암페어(A), 켈빈(K), 몰(mol), 칸델라(cd)이다. 이 단위들은 각각 다음과 같은 7개 물리량을 나타낼 때 사용한다: 길이, 질량, 시간, 전류, 열역학 온도, 물질량, 광도.
	기존의 IPK를 사용한 킬로그램의 정의를 바꾸게 된 이유는?	킬로그램은 1889년에 ‘국제킬로그램원기(IPK)’라고 불리는, 백금과 이리듐의 합금으로 만든 분동에 의해 정의되어 질량의 단위로 사용되어 왔었다. 그런데 IPK는 같은 물질로 만들어 같은 금고 속에 보관되어 있던 6개의 공식 복사본과 비교했을 때, 또 여러 나라에서 국가킬로그램원기로 사용하던 여러 표준분동들과 비교했을 때 100년 동안 평균적으로 약 50 µg (상대적인 값으로는 5 × 10-8)이 변했다는 것이 밝혀졌다[3]. 그래서 이것을 대체할 새로운 정의를 찾고 있었는데, 2018년에서야 플랑크 상수에 기반하여 킬로그램의 정의를 바꾸게 된 것이다.

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증