檢視國際公斤原器的原始碼

{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''國際公斤原器'''<br><img src="https://cdn.unwire.hk/wp-content/uploads/2018/11/DsKT1SyXoAAWquG.jpg-large.jpeg" width="250"></center><small>[https://unwire.hk/2018/11/17/kilogram-officially-redefined/fun-tech/ 圖片來自unwire]</small> 
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'''國際公斤原器'''（'''International Prototype of the Kilogram'''，簡稱'''IPK'''）曾经是世界质量单位「[[千克]]<ref>[https://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?Unit=featurearticles&id=3421 千克]，科學人雜誌，2017-05</ref> 」的標準砝碼，随着2018年11月16日[[国际单位制基本单位的重新定义|新版国际单位制]]的通过，原器已经不需要了。目前存放於[[法國]][[巴黎]][[國際度量衡局]]中。

國際公斤原器以[[鉑]][[銥]][[合金]]鑄造，因為鉑銥合金有膨脹率低、不易[[氧化]]等特點。

== 簡述 ==
自1889年起，[[國際單位制]]將千克的[[#術語彙編|大小]]定義為跟'''國際千克原器'''（在專業[[度量衡學]]中很多時候會把它縮寫為“IPK”）的質量相等。IPK由一種鉑[[合金]]製成，這種合金叫“Pt‑10Ir”，即90%[[鉑]]及10%[[銥]]（按質量比）；然後把這種合金用機器造成39.17mm的直立圓柱體（高度=直徑），這樣做可以把表面積減至最低。''New Techniques in the Manufacture of Platinum-Iridium Mass Standards'', T. J. Quinn, Platinum Metals Rev., 1986, '''30''', (2), pp. 74–79<sub>&nbsp;</sub>比起純鉑的檔案局千克，新加進去的10%銥改善了[[硬度]]，但同時保留鉑的許多長處：對[[氧化]]的高度抵抗性、極高密度、良好的導電與導熱性以及低[[磁化率]]。IPK與其六件[[#術語彙編|姐妹複製品]]都被存放在[[國際計量局]]（BIPM）位於[[巴黎]]郊區的總部下層的儲藏室內，有環境監控的保險箱裏。（見下面的[[#外部連結|外部圖片]]）開啓保險箱需要三條被分開保管的鑰匙。IPK的正式複製品可供其他國家作为其全國標準之用，這些複製品大约每50年就要跟IPK比對一次。

IPK是1879年製造的三個圓柱體之一。1883年，IPK的質量被發現跟八十四年前的檔案局千克的一致，並在1899年的第一屆[[國際度量衡大會]]中被正式指定為千克。[[維也納標準海水]]（有嚴格同位素控制的純淨水）密度的現代測量指出一立方分米的水，在最大密度時（3.984°C）比一千克只差25.05[[百萬分率|ppm]]。這個微小的差別，與IPK跟檔案局千克質量一致這個事實，說明了超過209年前科學家們在量度水密度及製造檔案局千克的技藝是相當高超的。

== 穩定性 ==
定義上來說，[[IPK]]質量的量度值誤差為整零；IPK就是千克。然而，IPK因時間而成的質量變量，可經由比對世界各地正式複製品質量判定出來，這個過程被稱為“定期核准”。例如，美國擁有四個90%鉑/10%銥的千克標準儀，其中K4和K20是1884年製的原批中四十個[[複製品]]的兩個。>K20被指定為美國的[[國家首席標準]]。這兩個原器，跟其他國家的一樣，都要定期送回BIPM作質量核准。

需要指出的是，沒有一個複製品的質量準確地等於IPK；它們的質量經過校準，得出的偏差值會被存檔。比方說，美國的國家首席標準K20，1889年最初的正式質量為1kg − 39µg；也就是說K20比IPK輕39µg。1999年的上一次核准指出其質量準確地等於1889年的原值。跟這種小差異相當不同的是，美國的[[檢核標準]]，K4的質量持續地相對於IPK下降——這都是有原因的。檢核標準比首席標準要常用得多，所以很容易被刮及受到各種磨損。K4最初送抵時的正式質量為1kg − 75µg，但到1989年經正式校準後質量為1kg − 106µg，而十年後則是1kg − 116µg。在這110年間，K4相對於IPK輕了41µg。

除檢核標準可能受到的一般磨損外，就算被小心收藏的國家原器也會因不同的原因而產生相對於IPK的質量變動，當中原因有已知的，也有未知的。由於IPK與它的複製品都被存放於空氣中（儘管有兩層或以上的[[鐘罩]]），它們還是會經由表面[[吸附]]大氣層中的灰塵而獲得質量。因此會用一種稱為“BIPM清潔法”的手續來清潔它們，這種方法是BIPM於1939至1946年間開發的，當中手續有用沾有等量[[乙醚]]和[[乙醇]]的[[油鞣革]]輕輕擦拭，用[[蒸餾]]過兩次的水進行[[蒸氣清潔]]，以及讓原器在核准前先放7至10天。
至2011年，国际千克原器的重量可能减少了大约50[[微克]]。

== 全球各地的原器 ==
===台灣===
目前在[[台灣]][[高雄市]][[三民區]]的[[國立科學工藝博物館]]中有一公斤副原器，其為[[台灣日治時期|日治時期]]所遺留，原交由度量衡檢驗所管理，轉由[[經濟部標準檢驗局]]，之後於2001年捐贈給科學工藝博物館。

國家度量衡標準實驗室於1995年向[[國際度量衡局]]購得國際質量最高標準之鉑銥公斤原器，編號78號，為現今中華民國之國家質量標準。

===中国大陆===
中国大陆的千克原器是1965年从英国引进的，编号为No.60，1986年被批准为国家质量基准，编号：GJJ（力）0101。

千克作证基准砝码是质量基准的组成部分，是1984年从英国引进，编号为No.64，1986年批准为质量作证基准，编号：GJJ（力）0151。

千克副基准砝码是1967年由[[中国计量科学研究院]]自行研制，编号为No.9，它是直径与高相等的直圆柱体，材料为[[不锈钢]]，体积为126.6006立方公分，质量标称值为1kg。1967年首次检定结果为1kg-1.94mg，检定精度为 0.04mg。1986年批准为质量副基准，编号：GJJ（力）0152。

===香港===
香港特區政府[[創新科技署]]轄下的標準及校正實驗所擁有國際千克原器的第75號複製本，用作香港的質量參考標準及普及質量單位。
== 參考文獻 == 
{{reflist}}
[[Category:330 物理學總論]]