1초 1미터 1킬로그램의 정확한 정의

 

우리가 살면서 당연하게 여기고 있는 것들이 있죠.

 

시간을 나타내는 초(s),

길이를 나타내는 미터(m),

무게(정확히는 질량)를 나타내는 킬로그램(kg)

 

그런데 1초, 1미터, 1킬로그램이 어떻게 정의되었는지 이번에 물리공부를 하면서 새롭게 알게되었습니다.

 

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길이

길이를 정의하는 방법은 기술이 발전함에 따라 더 정밀해졌습니다.

1792년 프랑스공화국에서는 미터의 표준을 북극점에서 적도까지 거리의 1000만 분의 1로 정의하였습니다. 그러나 이런 지구표준은 실용상의 이유로 폐기되었고, 대신 파리 근교의 국제도량형국에 보관되어있는 미터원기라고 하는 백금-이리듐 합금막대에 새겨진 가는 눈금 사이의 길이로 1미터를 정의하였습니다.

 

미터원기,  출처: 위키백과

 

그러나 현대 과학기술은 이런 미터원기보다 더 정밀한 표준을 필요로 하였습니다. 이에 따라 1960년 빛의 파장을 기준으로 하는 새로운 미터 표준이 채택되었습니다. 

가스 방전관 안에 들어있는 크립톤-86 원자에서 방출되는 주홍빛 파장의 1,650,763.73배를 1미터로 정의하였습니다.

그러다가 더 높은 정확도를 필요로 하게 되어 1983년 다시 정의를 하였습니다.

 

미터는 1초의 1/299,792,458인 시간간격동안 빛이 진공 속에서 진행한 경로의 길이다.

 

현대 기술로 광속을 정확하게 측정할 수 있었기에 광속을 표준으로 미터를 정의하였습니다.

 

 

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시간

하루의 길이를 결정하는 지구 자전이 수 세기 동안 시간의 표준으로 사용되었습니다. 하지만 지구 자전을 표준으로 잡으면 현대의 과학과 기술에서 필요로 하는 정밀도를 얻을 수가 없었습니다.

보다 정확한 표준시간을 위해 원자시계가 개발되었습니다. 미국 콜로라도주에 있는 국립표준국(NIST)의 원자시계가 세계 표준사(UTC)의 기준입니다. 

 

1967년 개최된 제 13차 도량형총회에서 세슘시계에 기초를 둔 표준 초를 다음과 같이 채택하였습니다.

 

1초는 세슘-133 원자에서 방출된 특정한 파장의 빛이 9,192,631,770번 진동하는데 걸리는 시간이다.

 

 

 

 

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질량

질량의 표준은 파리 근교의 국제도량형국에 보관되어있는 질량 1kg으로 정한 백금-이리듐 원통입니다. 정확한 복제품들을 각국의 표준연구소로 보내서 다른 물체의 질량을 비교하여 잴 수 있게 하였습니다.

 

국립표준기술연구소에 보관 중인 백금 (90%)과 이리듐 (10%) 합금으로 이루어진 1kg 원기, 출처: 위키백과