Soru:
Avogadro Projesi'nde bilim insanları neden karbon-12 yerine silikon-28 atomları kullanıyor?
Captaine Code
2017-10-22 14:42:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sorum şu, sabiti tanımlayan karbon-12 atomlarınız varken kilogramı hesaplamak için neden silikon-28 atomlarını kullanalım?

Avogadro Projesi sabiti karbon-12 fikrini değiştirip yerine silikon-28 koyarak tanımlamayı mı amaçlıyor?

Silisyum-28 atomunun kütlesini, karbon-12 kütlesinin şu anda işlediği şekilde bir birimi tanımlayan sabite yükseltmek gibi bir niyet olmadığını unutmayın.Kilograma giden bu rota, iki sabiti (Avogadro numarası ve Planck sabiti $ \ hbar $) sabitlemeyi içerir ve iki aşaması vardır: (i) silikon küre, bilinen sayıda atomun (makroskopik) kütlesini ölçmenize izin verir,ve (ii) atomik geri tepme spektroskopisi ile $ \ hbar / m (^ {28} \ rm Si) $ oranını ölçebilirsiniz.$ \ Hbar $ sabit olduğundan, bu size her bir atomun kütlesini verir.
İlgili: [Kilogram, amper, kelvin ve mol için Yeni SI'da önerilen gerçekleştirmeler nelerdir?] (Https://physics.stackexchange.com/questions/147433/what-are-the-proposed-realizations-in-kilogram amper kelvi için yeni si)
@EmilioPisanty Yalnızca __ (i) __ ile, birleşik atomik kütle birimi (u) veya dalton (Da) tanımını bir karbonun kütlesinin $ \ frac {1} {12} $ 'ı olarak tutacak olursak12 atom, gramın (veya kilogramın) tanımını "tam olarak 6.0221408 $ {?} {?} {?} \ Cdot 10 ^ {23} $ birleşik atomik kütle birimi kütlesi" olarak değiştirebiliriz.Öyleyse, __ (ii) __'ye ihtiyacımız var, görebildiğim kadarıyla, yalnızca karbon-12 tabanlı tanımlardan kurtulmak istiyorsak.
Evet doğru.Ancak nihai hedefin istikrarlı, ölçeklenebilir, tekrarlanabilir ve yüksek doğrulukta metroloji olduğunu ve birkaç zengin ülkenin ötesinde ulusal metroloji laboratuvarı düzeyinde erişilebilir olacak kadar ucuz olduğunu unutmayın.Bu endişeler, Planck sabiti seçimini kilogramın temel taşı olarak ve ana uygulaması olarak watt dengesini yönlendiriyor.
[Çoğu] (http://en.wikipedia.org/wiki/Women_in_STEM_fields) teknik alanlarda çalışan araştırmacılar erkektir ve erkeklerin o metal için çok özel bir düşkünlükleri olduğu bilinmektedir.
Iki yanıtlar:
user154997
2017-10-22 14:53:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Fikir, yaklaşık 1 kilogramlık bir küre oluşturmak ve ardından onu hem ağırlıklandırmak hem de içindeki atomların sayısını saymaktır. Bu ancak kristalin madde kullanılarak, atomların düzenli dizilişinden yararlanılarak mümkündür.

Elmas gerçekten mükemmel bir aday olurdu, ancak elmasın işlenmesi, bir silikon kristalini işlemekten çok daha zor, çünkü sertlikteki muazzam fark, elmas yapmanın tamamen imkansızlığına kıyasla soluk bir sorun. bir kilogram ağırlığında mono-kristal! Dünya rekoru yaklaşık 20 gramdır. Zorluk, 100.000 atmosferlik bir basınç uygulama ihtiyacıdır; bu, 6,5 cm kenarlı bir küp olacak olan 1 kilogramlık hedef ağırlık için çok küçük bir hacimde mümkündür. Elbette bir grup daha küçük elmas için yerleşmeyi hayal edebiliriz, ancak bu ekstra bir belirsizlik kaynağı oluşturacaktır. Elektronik endüstrisi tarafından geliştirilen ve rafine edilen büyütme yöntemlerinin iyileştirmelerini kullanarak bir kilogram ağırlığındaki bir silikon monokristal yapmak mümkün olduğundan, elması dikkate almak mantıklı olmaz.

Neden bunun yerine grafit olmasın? Elmastan farklı olarak, dikkatlice yeterince büyük mono kristaller yapmak mümkündür. Ne yazık ki grafit, tabakalara güçlü bir şekilde bağlanmış karbon atomlarının düzenli bir düzenlemesinden yapılmıştır ve bu tabakalar, aralarındaki daha zayıf kuvvetler nedeniyle istiflenir ve bir arada kalır: özellikle birbirlerine göre kolayca yer değiştirebilirler. Sonuç olarak, bu, grafiti atomik düzenlemeyi tam olarak belirlemenin anahtar olduğu açıklanan hassas deney için çok daha az uygun hale getiriyor.

Grafit ve elmasla, karbonun kristal fazlarını tükettik. Böylece karbondan çıkın!

Yorumlar uzun tartışmalar için değildir;bu konuşma [sohbete taşındı] (http://chat.stackexchange.com/rooms/67496/discussion-on-answer-by-luc-j-bourhis-why-are-scientists-involved-in-the-avogad).
Bu, ilk soruyu yanıtlar ama ikinciyi değil.
İlk cümleniz oldukça yanıltıcıdır ve [daha fazla düşünmek] üzerine (https://physics.stackexchange.com/a/364786/8563) sonuçta doğru değildir.Buradaki fikir, kilogramın mevcut değeriyle eşleşen bir küre oluşturmak değil: kütlesinin optik ve x-ışını interferometrisi ve atomik spektroskopi yoluyla doğrudan izlenebilen bir referans nesnesi oluşturmak için kullanılan temel sabitlereyeni SI kilogramı.
Yorumda da açıkladığım gibi 1kg'lık bir top yapmak aslında bir uygulama detayı.Bu cevabın girişini aceleye getirdim ve gerçekten de gösteriyor.Tüm bu oylarla düzeltmek daha iyi ...
Aslında, yazdıklarımın bu kadar getirilmiş olduğunu sanmıyorum.Demek istediğim, amacın 1 kg'lık bir top yapmak ve ardından içindeki atomları saymak olduğuna katılıyorsunuz?Demek istediğin, benim ifademin bunu tersine çevirdiğiyse, yani atom sayısını sabitlemek, o zaman amacını anlıyorum.Aksi takdirde?
Birincisi, ifadeleriniz belirsiz (sadece 1 kg mı, yoksa * tam olarak * bir kilogram mı? Her ikisi de makul yorumlar ve izleyicilerin çoğunun eve yanlış mesajı aldığından şüpheleniyorum)Ancak, orijinal ifadeniz ile yukarıda önerdiğim arasında güçlü bir ayrım görüyorum.
@EmilioPisanty Ne demek istediğini gerçekten anlıyorum.Umarım bu sefer belirsizlik kalmaz!
Spencer Joplin
2017-10-23 04:41:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Büyük, saf silikon kristallerin üretimi, herhangi bir standart kuruluşunun uygulaması için uygun olan olgun bir teknolojidir.Silikon kristalleri, entegre devrelerin üretimi için endüstriyel ölçekte üretilir.

Doğru: burada tartışıldığı gibi https://en.wikipedia.org/wiki/Kilogram#Avogadro_project


Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...