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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(gè)？在教科書(shū)上，答案通常是6.02x1023，這個(gè)數(shù)字也就是阿伏伽德羅常數(shù)。這個(gè)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(xiàng)研究給出了最新的答案：6.02214082(11)x1023（括號(hào)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(shuō)，阿伏伽德羅常數(shù)還要加上單位mol-1）。 在此前，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行了若干次的測(cè)算。他們采取的測(cè)量方法是計(jì)數(shù)1千克重的高純硅-28球體中有多少個(gè)原子。當(dāng)硅結(jié)晶時(shí)，它會(huì)形成規(guī)律的晶格結(jié)構(gòu)，每個(gè)基本的晶胞中含有8個(gè)硅原子。如果能分別得知硅晶體總的體積，以及每一個(gè)硅原子所占的體積，就可以計(jì)算出其中硅原子的數(shù)量，而這可以通過(guò)對(duì)晶格參數(shù)（lattice parameter）的測(cè)量實(shí)現(xiàn)。在今年的早些時(shí)候，研究團(tuán)隊(duì)測(cè)得了新的阿伏伽德羅常數(shù)，測(cè)量的誤差控制在每十億個(gè)原子相差20個(gè)原子以內(nèi)，與2011年的測(cè)量結(jié)果相比更加精確。最終，綜合多次測(cè)算結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)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(gè)重要的用途是賦予“千克”這個(gè)質(zhì)量單位更加精確的定義。一千克質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自一個(gè)鉑銥合金的“標(biāo)準(zhǔn)”圓柱體，但無(wú)論性質(zhì)多么穩(wěn)定，千克原器的質(zhì)量實(shí)際上也不能保持恒久不變，因此計(jì)量學(xué)界希望可以用物理常數(shù)替代實(shí)物來(lái)重新對(duì)千克進(jìn)行定義。 在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的討論和研究之后，千克將會(huì)在2018年通過(guò)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(cè)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(méi)有正式成為定義質(zhì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)，但計(jì)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(cè)量阿伏伽德羅常數(shù)所使用的硅晶體球 |
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