基于量子物理，“千克”概念被重新定义

2023-07-26 14:13:27

2018年11月16日，在新一届国际计量大会上，科学家们通过投票，正式让国际千克原器退役，改以普朗克常数（符号是h）作为新标准来重新定义“千克”。

普朗克常数（记为h）是量子力学中用来计算光子能量的一个常数，它由著名科学家马克斯·普朗克提出。普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现，只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，计算的结果才能和实验结果相符。这样的一份能量叫做能量子，每1份能量子等于普朗克常数乘以辐射电磁波的频率，即E = hv。普朗克常数的数值是6.62607015×10^（-34），单位是J·s（焦耳*秒）。

可以看到，普朗克常数的单位是焦耳每秒。而焦耳本身则是一个导出单位，它的定义是1牛顿的力使物体在力作用的方向上移动1米时所做的功，我们已经知道，牛顿的定义是使1kg的物体有1m/s²的加速度。因此，1焦耳也可以写成kg⋅m^2⋅s^−2，于是普朗克常数的单位也就可以写成kg⋅m^2⋅s^−1。至此，普朗克常数便同kg这一基本单位发生了关联，我们也就可以根据它来精确定义千克。