阿伏加德罗常数测量与千克重新定义

当千克用固定普朗克常数h的方法定义时,X射线晶体密度法(XRCD)即被用来定义和复现千克,它采用对浓缩28Si原子计数的方法来测量阿伏加德罗常数NA,已将NA和h的测量不确定度达到2×10-8,并反过来确定硅球的质量实现对千克的量值复现。阐述了晶格常数、同位素、浓缩硅、硅球直径及表面氧化层等阿伏加德罗常数测量的关键技术的研究进展。介绍了原子计数法千克定义及其量值复现方法,该方法将为国际单位制改制之后我国质量量值复现提供参考。

基于原子计数法的千克单位复现

新定义的启用意味着千克原器将会逐渐被以自然常数为基础的量子基准取代,那么基于新定义的千克单位复现将很快被提上议事日程。本文阐述了X射线晶体密度法(XRCD)即原子计数法测量阿伏伽德罗常数的基本原理和方法,包括晶格常数、同位素、浓缩硅、硅球直径及表面氧化层测量等关键技术的研究进展。详细介绍了以原子计数法复现质量单位千克的基本技术路线及我国在相关领域的现状,将为国际单位制改制之后我国质量量值复现提供技术参考。

阿伏加德罗常数测量与千克重新定义

阿伏加德罗常数(NA)是一个联系微观尺度和宏观尺度的基本物理常数,它的精确测量可用于重新定义国际基本单位千克和摩尔,因而有助于推动国际单位制的发展.现代NA测量方法为X射线晶体密度法,它以单晶硅为材料,通过测量其摩尔质量、宏观密度和晶格常量得到NA,该方法涉及到的关键技术包括单晶硅材料的生长、大尺寸单晶硅球加工、硅原子量测量技术、X射线干涉术、精密光学干涉技术、超薄膜厚度及成份测量技术等.本文综述了现代NA测量的研究进展、研究难点和未来的研究方向,并以千克重新定义为例,分析了NA测量研究在基础计量学领域的重要作用.