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阿伏伽德羅常數(shù)又更新了！ 已有2人參與
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一摩爾的原子有多少個？在教科書上，答案通常是6.02x1023，這個數(shù)字也就是阿伏伽德羅常數(shù)。這個近似值足以應(yīng)付化學(xué)習(xí)題，但它還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠精確。那么，精確一點(diǎn)的阿伏伽德羅常數(shù)應(yīng)該是多少呢？《物理與化學(xué)參考數(shù)據(jù)期刊》（Journal of Physical and Chemical Reference Data）上發(fā)表的一項研究給出了最新的答案：6.02214082(11)x1023（括號中的數(shù)字表示最后兩位估值數(shù)字的不確定性，確切地說，阿伏伽德羅常數(shù)還要加上單位mol-1）。 在此前，研究團(tuán)隊已經(jīng)對阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行了若干次的測算。他們采取的測量方法是計數(shù)1千克重的高純硅-28球體中有多少個原子。當(dāng)硅結(jié)晶時，它會形成規(guī)律的晶格結(jié)構(gòu)，每個基本的晶胞中含有8個硅原子。如果能分別得知硅晶體總的體積，以及每一個硅原子所占的體積，就可以計算出其中硅原子的數(shù)量，而這可以通過對晶格參數(shù)（lattice parameter）的測量實現(xiàn)。在今年的早些時候，研究團(tuán)隊測得了新的阿伏伽德羅常數(shù)，測量的誤差控制在每十億個原子相差20個原子以內(nèi)，與2011年的測量結(jié)果相比更加精確。最終，綜合多次測算結(jié)果，研究團(tuán)隊得出了上述阿伏伽德羅常數(shù)的最新數(shù)值。 更精確的阿伏伽德羅常數(shù)有什么用？一個重要的用途是賦予“千克”這個質(zhì)量單位更加精確的定義。一千克質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)來自一個鉑銥合金的“標(biāo)準(zhǔn)”圓柱體，但無論性質(zhì)多么穩(wěn)定，千克原器的質(zhì)量實際上也不能保持恒久不變，因此計量學(xué)界希望可以用物理常數(shù)替代實物來重新對千克進(jìn)行定義。 在經(jīng)過長時間的討論和研究之后，千克將會在2018年通過普朗克常量正式進(jìn)行重新定義。在那之前，科學(xué)家們需要首先保證普朗克常量的數(shù)值足夠精確，而測算阿伏伽德羅常數(shù)是間接為普朗克常數(shù)“校準(zhǔn)”的一種方式。雖然阿伏伽德羅常數(shù)并沒有正式成為定義質(zhì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)，但計數(shù)這些硅原子依然可以幫助人們檢查基于普朗克常數(shù)的新標(biāo)準(zhǔn)是否足夠準(zhǔn)確。 測量阿伏伽德羅常數(shù)所使用的硅晶體球 |
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