World's Roundest Object!

Summary

Dieses Video skizziert die Geschichte und Bedeutung des Kilogramms in der SI-Einheitensystematik. Es erzählt von der Herstellung eines perfekten, glatten Siliziumkugels, der als Teil eines Bemühens dient, den Kilogramm zu definieren, ohne auf physische Objekte angewiesen zu sein. Es wird erklärt, wie die Kugel die Anzahl der Silizium-28-Atome enthält, was zur Neudefinition der Avogadro-Konstante führen könnte, und somit den Kilogramm als Konzept und nicht als physisches Objekt definieren würde. Der Prozess der Kugelherstellung, der Messung ihrer Rundheit und der Bedeutung für die Wissenschaft werden aufgezeigt. Zudem wird die mögliche Veränderung der Kilogramm-Definition durch die Plancks Konstante oder das Watt-Gleichgewicht diskutiert.

Takeaways

• 🤲 Das Skript handelt von der Erfahrung, einen 1 kg schweren Silizium-28-Kugel zu halten, die als das rundeste Objekt der Welt gilt.
• 🔢 Die Kugel enthält etwa 2,15 x 10^25 Silizium-28-Atome, was ihre einzigartige Bedeutung im Rahmen des SI-Einheitensystems unterstreicht.
• 💰 Die ursprüngliche Materialkosten für die Herstellung der Kugel beliefen sich auf 1 Millionen Euro, was ihre wirtschaftliche Wertschätzung betont.
• 🏺 Die Kugel ist ein Symbol für die Präzision und das Streben nach der Perfektion in der Wissenschaft und Technologie.
• 📏 Die Diskussion um die Definition des Kilogramms zeigt die Herausforderungen auf, die mit der Verwendung eines physischen Objektes als Masseinheit verbunden sind.
• 🔍 Die Geschichte des Kilogramms, von der Definition als das Gewicht eines Kubikdecimeters Wasser bis zur heutigen Platin-Iridium-Alloy-Referenz, wird detailliert dargestellt.
• 🔑 Die Bedeutung des Internationalen Prototyp-Kilogramms (Le Grand K) als einzige physikalische Referenz für die SI-Einheit des Kilogramms wird betont.
• 🌐 Die Diskrepanz zwischen den Massen der verschiedenen Kilogramm-Replikate und dem Original zeigt die Instabilität physischer Massestandards über die Zeit.
• 🔬 Die Notwendigkeit, das Kilogramm von seiner physischen Definition zu befreien, wird durch die Einführung von Avogadros Konstante und der Verwendung der Siliziumkugel als Alternative hervorgehoben.
• 📉 Die Abhängigkeit von anderen SI-Einheiten und abgeleiteten Einheiten wie Newton, Joule, Volt und Watt vom Kilogramm unterstreicht die Dringlichkeit der Neudefinition.
• 🌐 Die internationale Zusammenarbeit von Wissenschaftlern, die zur Schaffung der Siliziumkugel führte, wird als Beispiel für gemeinsame wissenschaftliche Bemühungen gewürdigt.
• 🔮 Die Aussicht auf eine Neudefinition des Kilogramms, entweder durch die Fixierung von Avogadros Konstante oder durch die Verwendung eines Watt-Waagens, zeigt die Fortschritte in der wissenschaftlichen Messtechnik.

Q & A

Was ist das rundeste Objekt der Welt?

Das rundeste Objekt der Welt ist ein 1 kg schwerer Silizium-28-Kugel, die mit einer Genauigkeit von bis zu 14 Metern höchsten Berges zu tiefstem Tal gemessen wurde.

Wie viele Silizium-28-Atome enthält die Kugel?

Die Kugel enthält etwa 2,15 x 10^25 Silizium-28-Atome.

Was ist der wert der Silizium-28-Kugel?

Die Silizium-28-Kugel ist unbezahlbar, da sie als Referenz für die Neudefinition des Kilogramms dienen soll.

Welche Rolle spielt die Kugel im丈bergang vom Kilogramm als physikalischem Objekt zu einer Konzeptdefinition?

Die Kugel wird genutzt, um die Avogadro-Konstante zu definieren, indem man die Anzahl der Atome in der Kugel zählt und dann den Kilogramm als Masse von 2,15 x 10^25 Silizium-28-Atomen definiert.

Was war der ursprüngliche Grund für die Schaffung des Kilogramms?

Der Kilogramm wurde ursprünglich als das Tausendfache des Gravs, einer alten Einheit der Masse, geschaffen, um ein stabiles Masseinheit für das metrische System zu haben.

Was ist das Internationale Prototyp-Kilogramm (Le Grand K)?

Das Internationale Prototyp-Kilogramm, auch bekannt als Le Grand K, ist ein Platin-Iridium-Zylinder, der als Definition des Kilogramms dient und im Internationalen Bureau of Weights and Measures in Paris aufbewahrt wird.

Welche Probleme gab es mit der physikalischen Definition des Kilogramms?

Die physikalische Definition des Kilogramms ist instabil, da die Masse von Le Grand K und seinen Replikaten im Laufe der Zeit divergiert ist, was zu einer Unsicherheit in der Masseeinheit führt.

Was ist die Bedeutung von Avogadros Konstante in Bezug auf die Neudefinition des Kilogramms?

Avogadros Konstante ist die Anzahl der Atome in 12 Gramm Kohlenstoff-12. Durch die Verwendung der Silizium-28-Kugel könnte die Avogadro-Konstante fixiert werden, was dann den Kilogramm definieren würde.

Was ist ein Watt-Bilanzierpendel und wie könnte es zur Neudefinition des Kilogramms beitragen?

Ein Watt-Bilanzierpendel ist ein Gerät, das Plancks Konstante misst und als alternative Methode zur Neudefinition des Kilogramms in Erwägung gezogen wird. Es bietet eine unabhängige Überprüfung zur Methode mit der Silizium-28-Kugel.

Wie wurde die Kugel so rund gemacht?

Die Kugel wurde durch progressives Schleifen und Abrichten einer zu großen Kugel hergestellt, wobei die Atome auf atomarer Ebene kontrolliert wurden.

Wie wurde der Durchmesser der Kugel gemessen?

Der Durchmesser wurde mit einem Laser gemessen, indem die Kugel in der Mitte einer Hohlform platziert wurde und der Laser den Abstand zwischen den beiden Seiten misst.