读史识
电流单位安培的重新定义

  

  安培是国际单位制(SI)中电流的名称,以法国物理学家安德烈•玛丽•安培的名字命名。电流单位的定义是1946年由国际计量委员会(CIPM)确立的:“在真空中,截面积可忽略的两根相距l m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7 N,则每根导线中的电流为l A。”在此之前,很长时期人们一直采用“国际安培”作为基准,其定义为“当恒定电流通过硝酸银水溶液时,每秒钟能析出0.00118 g银的恒定电流强度值。”

  20世纪下半叶以来,电学的量子基准也得到飞速发展。1962年,约瑟夫森效应被发现。到20世纪80年代,美国标准技术研究院按此效应,制作成功约瑟夫森量子电压计量基准。1980年,德国科学家冯.克里青发现了量子化霍尔效应。利用这种效应,可以建立一种准确度远远高于实物基准的量子电阻基准——量子化霍尔电阻基准。这两项科学发现最重要的意义在于:成功实现了用基本物理常数来定义物理量单位,使普朗克的预言成为现实。

  1988年国际计量委员会建议,从1990年起在世界范围内启用约瑟夫森电压标准及量子化霍尔电阻标准以替代原来由标准电池和标准电阻维持的实物标准。为电流单位安培实现量子化并重新定义奠定了重要基础。而约瑟夫森电压计量基准中的能量天平又为人们寻求质量单位千克的量子化提供了新的途径。预期在2018年11月,国际计量大会将对电流单位安培、质量单位千克、热力学温度单位开尔文、物质的量单位摩尔重新定义,并且彻底终结用实物来定义基本量单位的历史。