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キログラム - Wikipedia

キログラム

国際こくさい単位たんいけいにおける質量しつりょう基本きほん単位たんい

キログラムふつ: kilogrammeえい: kilogram記号きごう: kg)は、国際こくさい単位たんいけい (SI) における質量しつりょう基本きほん単位たんいである。基本きほん単位たんいSI接頭せっとう (k) がついているのはキログラムだけである。

キログラム
kilogram
記号きごう kg
度量衡どりょうこう トル法とるほう
けい 国際こくさい単位たんいけい (SI)
種類しゅるい 基本きほん単位たんい
りょう 質量しつりょう
定義ていぎ プランク定数ていすう6.62607015×10−34 J sとすることによってさだまる質量しつりょう
由来ゆらい 最大さいだい密度みつど温度おんどでの1 Lみず質量しつりょう
語源ごげん ラテン語らてんご: grámmaかれたもの、わずかな重量じゅうりょう
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現在げんざい、kg はプランク定数ていすうによって定義ていぎされている。

グラムgram)はキログラムの1000ぶんの1と定義ていぎされる。またメートルけいトンmetric ton)はキログラムの1000ばい(1メガグラム)にひとしいと定義ていぎされる。

単位たんいの「k」は小文字こもんじき、大文字おおもじで「Kg」とは表記ひょうきしない。

キログラムの定義ていぎ2018ねん11月16にちつぎのように改定かいていされ[1][2]2019ねん5がつ20日はつか発効はっこうされた。

キログラム(記号きごうは kg)は質量しつりょうの SI 単位たんいであり、プランク定数ていすう h単位たんい J s(kg m2 s−1ひとしい)であらわしたときに、その数値すうち6.62607015×10−34さだめることによって定義ていぎされる。ここで、メートルおよびびょうc および νにゅーCs関連かんれんして定義ていぎされる[3][ちゅう 1]

c真空しんくうちゅうひかりはやさ、 νにゅーCs133Cs (セシウム)のちょう微細びさい構造こうぞう遷移せんい周波数しゅうはすうである。

このしん定義ていぎによって、129ねんにわたって使用しようされてきた国際こくさいキログラム原器げんき(IPK)が廃止はいしされた。日本にっぽん計量けいりょう法体ほうたいけいでは、計量けいりょう単位たんいれい平成へいせい4ねん政令せいれいだい357ごう)が改正かいせいされ、2019ねん5がつ20日はつか施行しこうすることにより変更へんこうされた[4]

2021ねん2がつ1にちからは国際こくさいキログラム原器げんき(IPK)の質量しつりょう国際こくさい合意ごういは、0.999999998(20) kg である(後述こうじゅつ #国際こくさいキログラム原器げんき(IPK)の質量しつりょうかくかさ)。

定義ていぎ変遷へんせん

編集へんしゅう

当初とうしょ定義ていぎ

編集へんしゅう

1キログラムの当初とうしょ定義ていぎは「みず1リットル質量しつりょう」であった。1795ねん定義ていぎでは、「大気たいきあつこおりけつつある温度おんどにおけるみず」となっていたが[5]、そのみず体積たいせき温度おんど依存いぞんすることがかり、そのため、「最大さいだい密度みつどにおける蒸留じょうりゅうすい1立方りっぽうデシメートル(1リットル)の質量しつりょう」と定義ていぎされた。しかし、みず密度みつど気圧きあつ温度おんど影響えいきょうされ(みず密度みつど最大さいだいとなる温度おんどやく4 °C)、気圧きあつにはその因子いんし質量しつりょうふくまれている。すなわち、このキログラムの定義ていぎには循環じゅんかん定義ていぎふくまれていることになる。 この問題もんだいけるため、1799ねんに、当時とうじのキログラムの定義ていぎわせた白金はっきんせい原器げんき作製さくせいされた。このキログラム原器げんきをアルシーヴ原器げんき (kilogramme des Archives) とぶ。

国際こくさいキログラム原器げんき(IPK)による定義ていぎ

編集へんしゅう
 
シテ科学かがく産業さんぎょう博物館はくぶつかん展示てんじされているキログラム原器げんきのレプリカ。じゅうのガラスせいかねなか保管ほかんされている

2018ねんまではキログラムの定義ていぎは、「国際こくさいキログラム原器げんき (en:International Prototype of the Kilogram (IPK)の質量しつりょう」であった。SI基本きほん単位たんいにおいて、キログラムが普遍ふへんてき物理ぶつりりょうではなく「人工じんこうぶつ」にもとづいて定義ていぎされる単位たんいとして最後さいごまでのこった[6]

 
各国かっこくのキログラム原器げんき(K21–K40)および、IPKのふく原器げんきK32・K8(41)[7]経年けいねんによる質量しつりょう変化へんか。すべての質量しつりょう変化へんかはIPKにたいする相対そうたい変化へんかであり、1889ねん時点じてんでのIPKにたいする偏差へんさを0としている[8]上記じょうきはすべて相対そうたいてき測定そくてい結果けっかであり、どの原器げんきがもっとも環境かんきょう変動へんどうたいして安定あんていしていたかをしめ歴史れきしてき測定そくてい結果けっかというものは存在そんざいしない。どの原器げんきも100ねん以上いじょうあいだ質量しつりょう増大ぞうだいし、そのなかではK21・K35・K40およびIPKが相対そうたいてき増加ぞうかりょうすくなかったという可能かのうせいたかい。

1875ねんメートル条約じょうやくもとづき、1889ねんにキログラムはあたらしい国際こくさいキログラム原器げんき (IPK: International Prototype Kilogram) の質量しつりょう定義ていぎされた。これは、1879ねん作成さくせいされた3つの原器げんきのうちの1つである。測定そくてい結果けっか以前いぜんのアルシーヴ原器げんき当時とうじ技術ぎじゅつでは質量しつりょうみとめられなかったものであるが、1889ねんだい1かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかい決定けっていにより、この国際こくさいキログラム原器げんきがキログラムの定義ていぎ使用しようされることとなった[9]

国際こくさいキログラム原器げんき直径ちょっけいたかさともにやく39 mm円柱えんちゅうかたちの、プラチナ白金はっきん)90 %、イリジウム10 %からなる合金ごうきんせい金属きんぞくかたまりである[10][11][6]フランスパリ郊外こうがいセーヴル国際こくさい度量衡どりょうこうきょく(BIPM)に、2じゅう気密きみつ容器ようき真空しんくうちゅう保護ほごされた状態じょうたい保管ほかんされている[12]

キログラム原器げんき複製ふくせい

編集へんしゅう

上記じょうき1889ねんだい1かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかいにおいて、世界せかい各国かっこくもちいる標準ひょうじゅん原器げんきとして各国かっこく国際こくさいキログラム原器げんき複製ふくせい配布はいふすることが決定けっていされた[13]当初とうしょ40複製ふくせいつくられて各国かっこく配布はいふ保管ほかんされている。これらの原器げんきやく40ねんごとに特殊とくしゅ天秤てんびんもちいて国際こくさいキログラム原器げんき比較ひかくされることになっている[14]

日本にっぽんこくキログラム原器げんき

編集へんしゅう

日本にっぽんは1885ねんにメートル条約じょうやく加盟かめいしたため[15]日本にっぽんにも標準ひょうじゅん原器げんき配布はいふされることとなった。その、1889ねん作成さくせいされた複製ふくせいのうちNo.6が日本にっぽんてられ、1890ねん到着とうちゃくした[15]日本にっぽん国内こくないではこのNo.6を「日本にっぽんこくキログラム原器げんき」としてキログラムの基準きじゅん使用しようしている。なお、No.30とNo.39もふく原器げんきとして日本にっぽん配布はいふされたが、No.39は1947ねん連合れんごうぐん軍政ぐんせい朝鮮ちょうせん現在げんざい大韓民国だいかんみんこく)に譲渡じょうとしたため、1963ねんにNo.E59を新造しんぞうし、実験じっけんよう原器げんきとして使用しようしている[16]。2009ねん9がつには、BIPMから原器げんきNo.94を新規しんき購入こうにゅうした[17]ふく原器げんきふくめた以上いじょうの4茨城いばらきけんつくば独立どくりつ行政ぎょうせい法人ほうじん産業さんぎょう技術ぎじゅつ総合そうごう研究所けんきゅうじょ保管ほかんされている。 1991ねん時点じてんにおける日本にっぽんこくキログラム原器げんき(No.6)の質量しつりょうは、1 kg + 0.176 mg(つまり、国際こくさいキログラム原器げんきより176 µg だけおもい) であった[18][19]。2022ねん重要じゅうよう文化財ぶんかざい指定してい[20]

キログラム原器げんき不安定ふあんていせい

編集へんしゅう

国際こくさいキログラム原器げんき質量しつりょうは、表面ひょうめん吸着きゅうちゃくなどの影響えいきょうにより年々ねんねん増加ぞうかしており、そのりょう洗浄せんじょう直後ちょくご急速きゅうそく汚染おせんほかとしに1 μみゅーg程度ていどられている[19]。1988ねん–1992ねんだい3かい各国かっこくキログラム原器げんき定期ていき校正こうせいさいして、42ねんぶりに国際こくさいキログラム原器げんき洗浄せんじょうおこなわれたが、これにより国際こくさいキログラム原器げんき質量しつりょうやく50 μみゅーg減少げんしょうした(50 μみゅーg は、ちょうど指紋しもん1個いっこふくまれる皮脂ひし質量しつりょう相当そうとうする[21])。これは1 kgの5×10−8ばいたるので、国際こくさいキログラム原器げんきによる定義ていぎ精度せいどは8けた程度ていどということになる。質量しつりょう定義ていぎをより明確めいかくにするため、質量しつりょう単位たんい「キログラム」は「洗浄せんじょう直後ちょくご国際こくさいキログラム原器げんき質量しつりょう」として解釈かいしゃくされることになった[19]

2007ねん9月、国際こくさいキログラム原器げんきが50 μみゅーgかるくなっているという報道ほうどう一部いちぶでなされた[12]。しかし、これはどう原器げんき突然とつぜん50 μみゅーgかるくなったことを意味いみするわけではない。上記じょうきのように原器げんき経年けいねん徐々じょじょ質量しつりょうすことがられているが、BIPMの解説かいせつによると、1889ねんからのあいだ複数ふくすう複製ふくせい比較ひかくして、質量しつりょう変動へんどうやく50 μみゅーgすくなかったということだという[22]

プランク定数ていすうによる定義ていぎ

編集へんしゅう

のSI基本きほん単位たんいは「普遍ふへんてき物理ぶつりりょう」にもとづく定義ていぎあらためられてきたのにたいし、キログラムだけがいまだ「人工じんこうぶつ依存いぞん」する単位たんいとしてのこっていた。人工じんこうぶつによる定義ていぎでは、経年けいねん変化へんかにより変化へんかし、また、焼損しょうそん紛失ふんしつのおそれもある。このため1970年代ねんだいから、普遍ふへんてき物理ぶつりりょうによるキログラムの定義ていぎ検討けんとうされてきた。2011ねん10月21にち国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかいにおいて、キログラム原器げんきによる基準きじゅん廃止はいしし、あたらしい定義ていぎもうけることが決議けつぎされた[23] [24]。 この決議けつぎ実現じつげんするために、キログラムをプランク定数ていすう h によって定義ていぎすることが2013ねん12月に提案ていあんされた。これはプランク定数ていすうがもはや実験じっけんではなく、定義ていぎ定数ていすうとなることを意味いみする。この提案ていあんは、SI文書ぶんしょだい9はんの1しょう〜3しょう改訂かいていあん)の一部いちぶとして提案ていあんされた[25]

  (採用さいようされなかった定義ていぎ

これまではIPKのかくかさはゼロで、プランク定数ていすうに 4.4×10−8不確ふたしかさがあった(2013ねん当時とうじ)のにたいして、このあたらしいキログラムの定義ていぎでは、プランク定数ていすう不確ふたしかさはゼロになり、ぎゃくにIPKに4.4×10−8不確ふたしかさがあることになる[26]

プランク定数ていすうもとづく定義ていぎでは、静止せいしエネルギーと質量しつりょう関係かんけいしき E = mc2もちいて、ある振動しんどうすう νにゅー光子こうしのエネルギー (E = hνにゅー) とひとしい静止せいしエネルギー物体ぶったい質量しつりょうを1キログラムと定義ていぎする。すなわち、

キログラムは周波数しゅうはすう{(299792458)2/6.62606957}× 1034 ヘルツ光子こうしエネルギー等価とうか質量しつりょうである[27]

この2013ねん12月の提案ていあんは、アンペア (A)、ケルビン (K)、モル (mol) のさい定義ていぎあわせて、2014ねんだい25かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかい (CGPM) で決議けつぎすることが予定よていされていた[28]。しかし、2014ねん11月18にち – 20にち開催かいさいされたCGPMでは、プランク定数ていすう精度せいど十分じゅうぶんでないことなどにより上記じょうき定義ていぎへの変更へんこうはなされず、つぎの2018ねん開催かいさい予定よていだい26かいCGPMけて定義ていぎ変更へんこうのためのしょ課題かだい解決かいけつすべし、との決議けつぎ採択さいたくされた[29][30][31]

プランク定数ていすうによる定義ていぎ提案ていあん

編集へんしゅう

プランク定数ていすうあらたな定義ていぎは、2015ねんから2017ねんにかけて報告ほうこくされた、8つの実験じっけんもとづいて決定けっていされた[32]。そのうちの4つは、ワット天秤てんびんもちいて直接ちょくせつ測定そくていされたものである。のこりの4つは、アボガドロ定数ていすうから間接かんせつてきられたものである。

CIPMはキログラムの定義ていぎ変更へんこうをCGPMの決議けつぎあんとして提出ていしゅつし、この決議けつぎあんは2018ねん11月16にちにCGPMによって決議けつぎ承認しょうにんされた[33]

なお、キログラムとともに、アンペアケルビンモル定義ていぎおおきく変更へんこうされたものが決議けつぎされたが、これらの変更へんこうあわせ、2019ねん5がつ20日はつか施行しこうされた[34][35]

過去かこ様々さまざま提案ていあん

編集へんしゅう

それまでの定義ていぎわるあたらしい定義ていぎ候補こうほとして、アボガドロ定数ていすうなどをもちいた各種かくしゅ提案ていあんがあった。

アボガドロ定数ていすうもとづく定義ていぎは、一定いってい個数こすうケイ素けいそ(Si)原子げんし質量しつりょうをキログラムとするという原子げんし質量しつりょう標準ひょうじゅんである。アボガドロ定数ていすうをより正確せいかくもとめることができれば、そこからケイ素けいそ1 kgにふくまれるケイ素けいそ原子げんしかず決定けっていすることができる。ケイ素けいそ不純物ふじゅんぶつふくまないたん結晶けっしょうつくりやすいために採用さいようされた。アボガドロ定数ていすう精密せいみつ測定そくていする国際こくさいプロジェクトが2004ねんがり、各国かっこく研究けんきゅう機関きかんケイ素けいそもちいてアボガドロ定数ていすうかくかさすこしでもちいさくするための研究けんきゅうおこなわれた[36]2010ねん時点じてんでのアボガドロ定数ていすう

NA = 6.022 141 29(27) × 1023 mol−1

CODATA2010ねん推奨すいしょう括弧かっこない標準ひょうじゅん不確ふたしかさ)には、プランク定数ていすうおなじく、8けた不確ふたしかさがあった。アボガドロ定数ていすうモルプランク定数ていすうかいしてプランク定数ていすうむすびついているので、精度せいどてんからればキログラムの定義ていぎにどちらを採用さいようしてもわりはない[37]実際じっさい、プランク定数ていすう定義ていぎもとになった8つの実験じっけんのうち、4つはケイ素けいそたん結晶けっしょうもちいたアボガドロ定数ていすう測定そくてい実験じっけんからられたものである。キログラムの定義ていぎにプランク定数ていすう使用しようされたのは、そのほう電気でんき標準ひょうじゅんにおいて利便りべんせいたかいからである[32]。なお、アボガドロ定数ていすうモル定義ていぎ使つかわれることとなった。

には以下いかのような提案ていあんがあった。

  • ちょう伝導でんどうコイルで発生はっせいする磁場じばちょう伝導でんどうたい浮揚ふようすることによってキログラムと電気でんきりょうとを関連かんれんづけ、コイルにながれる電流でんりゅうにより定義ていぎする。
  • ジョセフソン定数ていすう (KJ = 4.83597870(11)×1014 Hz/V) とフォン・クリッツィング定数ていすう (RK = 2.58128074434(84)×104 Ωおめが) をもちいて定義ていぎする[38]。すなわち、真空しんくうちゅうに1メートルの間隔かんかく平行へいこうかれた無限むげんちいさい円形えんけい断面だんめんゆうする無限むげんながい2ほん直線ちょくせんじょう導体どうたいのそれぞれに、1びょうあたり 6.24150962915265×1018電荷でんかによる直流ちょくりゅう電流でんりゅうながれるとき、導体どうたい2×10−7 m/s2加速度かそくどしょうじたときの、その導体どうたいの1メートルたりの質量しつりょうを1キログラムと定義ていぎする。
  • きむ原子げんし蓄積ちくせきし、それを中性ちゅうせいするのに必要ひつよう電流でんりゅうによって定義ていぎする。

国際こくさいキログラム原器げんき(IPK)の質量しつりょうかくかさ

編集へんしゅう

キログラムの定義ていぎ変更へんこうされたことにより、国際こくさいキログラム原器げんき(IPK)の質量しつりょうには10 µgの不確ふたしかさがあることとなった[39]。また、各国かっこく配布はいふされているキログラム原器げんき質量しつりょうには、BIPMによるキャリブレーション証明しょうめいしょ(2019ねん5がつ20にち以前いぜん発行はっこうされたもの)に記載きさいされている不確ふたしかさの数値すうちに10 µgをくわえた不確ふたしかさがあることとされた[40]

その、2020ねん12月に上記じょうき見積みつも見直みなおされており、2021ねん2がつ1にちからは国際こくさいキログラム原器げんき質量しつりょうは、1 kg-2 µg であり、その標準ひょうじゅん不確ふたしかさは 20 µg とすることが質量しつりょう標準ひょうじゅん供給きょうきゅう国際こくさい基準きじゅん合意ごうい(Consensus value)」となった[41]。すなわち、

  • IPKの質量しつりょう = 0.999999998(20) kg

である。

グラムとキログラム

編集へんしゅう

グラム英語えいご: gram, 仏語ふつご: gramme, 記号きごう: g)は質量しつりょう単位たんいであり、SIにおいては「キログラムの1000ぶんの1 (10−3 kg) 」と定義ていぎされている。「キログラム」は、あきらかにグラムにSI接頭せっとうキロ (kilo-) をけたものである。しかし、SIにおいては、グラムではなくキログラムが基本きほん単位たんいとなっており、グラムはその分量ぶんりょう単位たんいひとつとされている。

グラムではなくキログラムがSI基本きほん単位たんいとされたのは、以下いかのような経緯けいいがあるからである。

フランスにおいて1789ねん革命かくめい勃発ぼっぱつしたのち国王こくおうルイ16せいあたらしい時代じだい度量衡どりょうこう単位たんい策定さくていを、アントワーヌ・ラヴォアジエニコラ・ド・コンドルセピエール=シモン・ラプラスジャン=シャルル・ド・ボルダアドリアン=マリ・ルジャンドルなどおも科学かがくしゃたち構成こうせいされた委員いいんかい委嘱いしょくした[42]。その委員いいんかいにおいて、質量しつりょう単位たんいのモデルとして1メートルの10ぶんの1(= 10 cm)で構成こうせいされた立方体りっぽうたいますはいったみず質量しつりょう、すなわち1リットルの大気たいきあつこおりけつつある温度おんど(0)におけるみずについて、grave(グラーブ、記号きごうG)と名称めいしょうあたえられた質量しつりょう単位たんい標準ひょうじゅんとすることが提案ていあんされた[43]。その語源ごげんgravity重力じゅうりょく)から由来ゆらいしたものである。

当初とうしょは、この grave(グラーブ、グラーヴ)を質量しつりょう基本きほん単位たんいとした原器げんきつくられる予定よていであった。またこれをもととして、1 grave の1000ぶんの1をべつ質量しつりょう単位たんいめいで、仏語ふつご gramme(グラム)ないし gravet(グラベト、グラヴェト)、また1 grave の1000ばいべつ質量しつりょう単位たんいめいもちいて tonne(トン)ないし bar(バー)としょうするように名称めいしょう考案こうあんされたりもした。そしてやがてるフランス革命かくめいなみおそわれ、科学かがくしゃたち研究けんきゅう途中とちゅう中断ちゅうだんするが、そのあたらしい革命かくめい政府せいふ樹立じゅりつされるとふたたトル法とるほう注目ちゅうもくされるようになった。しかしそのフランス革命かくめいのち質量しつりょう単位たんいおおきな転機てんきむかえることとなる。

1795ねんの(暫定ざんていトル法とるほう制定せいてい当初とうしょ革命かくめい共和きょうわ政府せいふ当初とうしょ質量しつりょう基本きほん単位たんいgrave から、その1000ぶんの1をあらわgramme へと変更へんこうしたのである。理由りゆう諸説しょせつあるが、有力ゆうりょくせつひとつとして、1 grave というおおきさの質量しつりょう当時とうじトル法とるほう以前いぜんむかしから使つかわれてきたいくつかの質量しつりょうきゅう単位たんい比較ひかくしても、おおきな単位たんいであるということがある。そのためフランスの科学かがくしゃたちは、グラーブは日常にちじょうてき使つか質量しつりょう単位たんいとしてはおおきすぎるであろうと危惧きぐし、フランス共和きょうわ政府せいふともに、質量しつりょう基本きほん単位たんいは1グラーブの1000ぶんの1である「1グラムを質量しつりょう基本きほん単位たんいとすべき」と決定けっていしたというせつがあるが、真相しんそうさだかではない。

しかし、質量しつりょう基本きほん単位たんいを1グラムとすると非常ひじょう使つか勝手がってわるく、とりわけ1グラムを定義ていぎした、(1えん硬貨こうかほどのおおきさをつ)原器げんきつくるにはあまりにもちいさすぎた。そこで共和きょうわ政府せいふ基本きほん単位たんいとした1グラムの1000ばい、すなわち当初とうしょ予定よていどおり1 grave質量しつりょう原器げんきつくることをめたわけであるが、その名称めいしょう使つかわれることはなく、グラムの1000ばいあらわすために接頭せっとうのキロ (k) をけた名称めいしょう、"キログラム (kg)"の名前なまえかんした原器げんきつくることとめた。これはあくまでも質量しつりょう基本きほん単位たんいをグラムにしたことに起因きいんする。こうして当初とうしょ質量しつりょう単位たんい grave(グラーブ)の名称めいしょう姿すがたしたのである。

これがこうの1799ねん作成さくせいされた「確定かくていキログラム原器げんき」となった。こうしてトル法とるほう制定せいてい当初とうしょながさの単位たんいを m(metre; メートル)、質量しつりょう単位たんいを g(gramme; グラム)とした基本きほん単位たんいができがった。しかし、メートルとグラムとではその規模きぼことなる。すなわち、「すうグラムの質量しつりょうつものは、かずセンチメートルだいおおきさ」であることがおおく、ぎゃくに「メートルではかられるおおきさをつものは、キログラムだい質量しつりょうつ」ことがおおい。そのため、メートルのわりにセンチメートルを採用さいようし、センチメートル(英語えいご:centimeter; 仏語ふつご: centimetre)・グラム(英語えいご: gram; 仏語ふつご: gramme)・びょう英語えいご: second; 仏語ふつご: seconde)を基本きほん単位たんいとする単位たんいけい構築こうちくされるようになった。これがCGS単位たんいけいである。

しかし、電磁気でんじきがく発展はってんともない、CGS単位たんいけいでは不都合ふつごうしょうじるようになった。CGS単位たんいけいもと電磁気でんじきがく単位たんいつくると、おおきくなってしまう。これは、電磁気でんじきがく現象げんしょう記述きじゅつするには、センチメートル・グラムではちいさすぎるということである。そのため、科学かがく使つかわれる単位たんいけい主流しゅりゅうはメートル・キログラム・びょう基本きほん単位たんいとするMKS単位たんいけいへと移行いこうした。また上記じょうきしるされた1889ねんのキログラムのしん定義ていぎにより、それ以降いこうトル法とるほうにおいて質量しつりょう基本きほん単位たんいとしてのいしずえきずいた。MKS単位たんいけいさら発展はってんさせた国際こくさい単位たんいけい(SI)においても、キログラムが基本きほん単位たんいとしてがれている。

キログラムの分量ぶんりょう倍量ばいりょう単位たんいSI接頭せっとうは、キログラムではなくグラムを基準きじゅんにしてけられる。これは、SIではじゅうにSI接頭せっとうけることをきんじているためである。そこで、キログラムを基準きじゅんとしてSI接頭せっとうけられるように、キログラムにわるあらたな単位たんい名称めいしょうけようという提案ていあんなんかなされている。quilo記号きごう:q)や kilon記号きごう:k)といったものが提案ていあんされている[44]が、正式せいしき議論ぎろんにかけられたものは、現時点げんじてんではない。

重量じゅうりょうとの関係かんけい

編集へんしゅう

いわゆる「1キログラムの重量じゅうりょうおもさ)」は、1 kgの質量しつりょうをもつ物体ぶったい重力じゅうりょくはたらくことによってしょうじるちからであり、これをあらわすには重量じゅうりょうキログラム(kgf, kgw, キログラムしげる)という、質量しつりょうのキログラムとはことなる単位たんいがある。定義ていぎされた重量じゅうりょうキログラムは地球ちきゅう表面ひょうめん(の特定とくてい場所ばしょ)において1 kgの質量しつりょう物体ぶったいはたらやく9.80665 NちからのSI単位たんい)の重力じゅうりょくである。980.665 cm/s2(この定義ていぎされたときはCGS単位たんいけいしゅとして使つかわれていた)という重力じゅうりょく加速度かそくどは、グラムしげる定義ていぎするためにだい3かい国際こくさい度量衡どりょうこう総会そうかい(CGPM)でさだめられた協定きょうていであるということに注意ちゅういする必要ひつようがある。重力じゅうりょく加速度かそくど緯度いど高度こうど場所ばしょによって微妙びみょうことなるため、このさだめられるまではグラムしげるという単位たんい明確めいかく単位たんいであった。

力学りきがく単位たんいの3つのアプローチ[45][46]
基本きほん単位たんい ちからながさ・時間じかん おもさ・ながさ・時間じかん 質量しつりょうながさ・時間じかん
ちから (F) F = ma = wa/g F = ma/gc = wa/g F = ma = wa/g
おもさ (w) w = mg w = mg/gcm w = mg
単位たんいけい BG GM EE M AE CGS MTS SI(MKS)
加速度かそくど (a) ft/s2 m/s2 ft/s2 m/s2 ft/s2 Gal m/s2 m/s2
質量しつりょう (m) slug slug lbm kg lb g t kg
ちから (F) lb kgf lbF kgf pdl dyn sn N
圧力あつりょく (p) lb/in2 at PSI atm pdl/ft2 Ba pz Pa

分量ぶんりょう倍量ばいりょう単位たんい

編集へんしゅう
グラム (g) の倍量ばいりょう分量ぶんりょう単位たんい
分量ぶんりょう 倍量ばいりょう
記号きごう 名称めいしょう 記号きごう 名称めいしょう
10−1 g dg デシグラム 101 g dag デカグラム
10−2 g cg センチグラム 102 g hg ヘクトグラム
10−3 g mg ミリグラム 103 g kg キログラム
10−6 g µg マイクログラム 106 g Mg メガグラム(トン
10−9 g ng ナノグラム 109 g Gg ギガグラム
10−12 g pg ピコグラム 1012 g Tg テラグラム
10−15 g fg フェムトグラム 1015 g Pg ペタグラム
10−18 g ag アトグラム 1018 g Eg エクサグラム
10−21 g zg ゼプトグラム 1021 g Zg ゼタグラム
10−24 g yg ヨクトグラム 1024 g Yg ヨタグラム
10−27 g rg ロントグラム 1027 g Rg ロナグラム
10−30 g qg クエクトグラム 1030 g Qg クエタグラム
よく使つかわれる単位たんい太字ふとじしめ

SI接頭せっとう歴史れきしてき理由りゆう上記じょうき#グラムとキログラム参照さんしょう)により、キログラムではなくグラムにたいしてけられる。たとえば1キログラムの100まんぶんの1の質量しつりょうは、1「マイクロキログラム」ではなく1ミリグラム(1000ぶんの1グラム)となる。マイクログラムもよくもちいられ、「μみゅーg」または「mcg」と表記ひょうきするが、webコンテンツなどでは「μみゅー」にえ「u」と代用だいよう表記ひょうきされる、すなわち「ug」となる場合ばあいもある[47]実用じつようされている分量ぶんりょう倍量ばいりょう単位たんいつぎとおり。

つぎのようにグラムにメガ以上いじょうSI接頭せっとうけることもかんがえられるが、キログラムの1000ばい質量しつりょうたいして、1メガグラム (Mg) という名前なまえもちいられることは一般いっぱんにはなく、トン使つかわれる。さらにはトンの倍量ばいりょう単位たんいたいし、トンにSI接頭せっとうされることもおおい(とくにキロトン (kt) やメガトン (Mt))。

  • クエタグラム (Qg) -- 1030 g (1027 kg, 1024 t (1 Yt))
  • ロナグラム (Rg) -- 1027 g (1024 kg, 1021 t (1 Zt))
  • ヨタグラム (Yg) -- 1024 g (1021 kg, 1018 t (1 Et))
  • ゼタグラム (Zg) -- 1021 g (1018 kg, 1015 t (1 Pt))
  • エクサグラム (Eg) -- 1018 g (1015 kg, 1012 t (1 Tt))
  • ペタグラム (Pg) -- 1015 g (1012 kg, 109 t (1 Gt))
  • テラグラム (Tg) -- 1012 g (109 kg, 106 t (1 Mt))
  • ギガグラム (Gg) -- 109 g (106 kg, 103 t (1 kt))
  • メガグラム (Mg) -- 106 g (103 kg, 1 t)

SI接頭せっとうはグラムにたいしてけられるため、100ばい・10ばい・1/10および1/100をあらわすSI接頭せっとうけたつぎのような単位たんい一応いちおうかんがえられ、後述こうじゅつのようにこれらをあらわ漢字かんじ和製わせい漢字かんじ国字こくじ)もつくられているが、現実げんじつにはもちいられず、理論りろんじょう単位たんいいきない。またかつては1まんばいあらわす「ミリア」というSI接頭せっとう存在そんざいしたが、これもあまりもちいられることなく、現在げんざいでは廃止はいしされている。

  • ミリアグラム -- 104 g (101 kg)
  • ヘクトグラム (hg) -- 102 g (10−1 kg)
  • デカグラム (dag) -- 101 g (10−2 kg)
  • デシグラム (dg) -- 10−1 g (10−4 kg)
  • センチグラム (cg) -- 10−2 g (10−5 kg)

表記ひょうき

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漢字かんじではグラムが「かわららん姆」と音訳おんやくされ、ここから「かわらいちだけでグラムの意味いみあらわすようになった。日本にっぽんでは明治めいじ時代じだい中央ちゅうおう気象台きしょうだいげん気象庁きしょうちょう)が「かわら」をそのなかふく以下いかのような倍量ばいりょう分量ぶんりょう単位たんい漢字かんじつくり、1891ねんからかく気象台きしょうだい気象きしょう観測かんそく月報げっぽうなどに使用しようして、一般いっぱんにもひろまった。中国ちゅうごくでは、「かわら」はワットをあらわし、グラムには「かつ」のてているため、それにわせて「兛」(キログラム)、「兞」(ミリグラム)といった漢字かんじつくられており、またキログラムは中国ちゅうごくでは伝統でんとうてき単位たんいであるきん関連付かんれんづけて「おおやけきん」ともやくされた。

これらの漢字かんじ表記ひょうきは、計量けいりょうほううえ使用しようすることはできない。

  • マイクログラム (μみゅーg) -- {かわらしょう} ( )
  • ミリグラム (mg) -- 瓱
  • センチグラム (cg) -- 甅
  • デシグラム (dg) -- 瓰
  • デカグラム (dag) -- 瓧
  • ヘクトグラム (hg) -- 瓸
  • キログラム (kg) -- 瓩(中国ちゅうごくでは、日本にっぽん独立どくりつキロワット意味いみ文字もじとしてつくられている)
  • ミリアグラム (104 g) -- {かわらまん} ( )
  • トン (t, 103 kg) -- 瓲 (りゃくして たむろ とも表記ひょうきされる)

符号ふごう位置いち

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記号きごう Unicode JIS X 0213 文字もじ参照さんしょう 名称めいしょう
U+210A - ℊ
ℊ
グラム
U+338D - ㎍
㎍
マイクログラム
U+338E 1-13-51 ㎎
㎎
ミリグラム
U+338F 1-13-52 ㎏
㎏
キログラム
U+3315 - ㌕
㌕
全角ぜんかくキログラム
U+3318 1-13-36 ㌘
㌘
全角ぜんかくグラム
U+3319 - ㌙
㌙
全角ぜんかくグラムトン

Unicodeには、文字もじさま記号きごうとしてU+210A script small gCJK互換ごかんよう文字もじとして以下いか文字もじ収録しゅうろくされている。

  • U+338D square mu g
  • U+338E square mg
  • U+338F square kg
  • U+3315 square kiroguramu
  • U+3318 square guramu
  • U+3319 square guramuton

これらは、既存きそん文字もじコードにたいする後方こうほう互換ごかんせいのために収録しゅうろくされているものであり、使用しよう推奨すいしょうされない[48][49]

参考さんこう文献ぶんけん

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脚注きゃくちゅう

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注釈ちゅうしゃく

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  1. ^ 国際こくさい単位たんいけいにおける正式せいしき言語げんごフランス語ふらんすごである。ここでの定義ていぎ英語えいごおよびこれを日本語にほんご翻訳ほんやくしたものである。正式せいしき本文ほんぶん確認かくにん必要ひつよう場合ばあいまた文章ぶんしょう解釈かいしゃく疑義ぎぎがある場合ばあいフランス語ふらんすごばん確認かくにんする必要ひつようがある。

出典しゅってん

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  4. ^ 計量けいりょう単位たんいれい一部いちぶ改正かいせいする政令せいれいあん 新旧しんきゅう対照たいしょう条文じょうぶん けいさんしょう 産業さんぎょう技術ぎじゅつ環境かんきょうきょく 計量けいりょう行政ぎょうせいしつ、2019ねん5がつ14にち
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  7. ^ K8(41)はあやまって41ばん刻印こくいんされたが、付属ふぞくひんまさしく8ばんとされている。したがって8ばん刻印こくいんされた原器げんきはなく、この原器げんきがK8(41)とばれる。
  8. ^ G. Girard (1994). “The Third Periodic Verification of National Prototypes of the Kilogram (1988–1992)”. Metrologia 31 (4): 317–336. Bibcode1994Metro..31..317G. doi:10.1088/0026-1394/31/4/007. 
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  16. ^ 日本にっぽんこくキログラム原器げんきについて さん総研そうけん 計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンター 工学こうがく計測けいそく標準ひょうじゅん研究けんきゅう部門ぶもん 質量しつりょう標準ひょうじゅん研究けんきゅうグループちょう 倉本くらもと 直樹なおき、 5/7ページ
  17. ^ 水島みずしま、p.190。
  18. ^ 日本にっぽんこくキログラム原器げんきについて 2/7ページ、さん総研そうけん 計量けいりょう標準ひょうじゅん総合そうごうセンター 工学こうがく計測けいそく標準ひょうじゅん研究けんきゅう部門ぶもん 質量しつりょう標準ひょうじゅん研究けんきゅうグループちょう 倉本くらもと 直樹なおき
  19. ^ a b c 水島みずしま、p.188。
  20. ^ れい4ねん3がつ22にち文部もんぶ科学かがくしょう告示こくじだい39ごう
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  22. ^ なおこれは1988ねん1992ねん定期ていき校正こうせい時期じき知見ちけんであり、同様どうよう報道ほうどう以前いぜんにも1990ねんおよび2003ねんごろにメディアでげられているという。BIPM FAQsグラフ
  23. ^ (On the possible future revision of the International System of Units, the SI)
  24. ^ “キログラムの基準きじゅん原器げんき廃止はいしへ ながさにつづき”. 朝日新聞あさひしんぶん. (2011ねん10がつ22にち). http://ajisaibunko.sblo.jp/article/49945119.html 2011ねん10がつ22にち閲覧えつらん 
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  26. ^ [1] あたらしいSIについてのよくある質問しつもん、Q10+A10
  27. ^ [2] 藤井ふじい賢一けんいち, “キログラムのさい定義ていぎをめぐる最近さいきんうごき”, 実教出版じつきょうしゅっぱん, じっきょう理科りか資料しりょうNo.57(2005ねん3がつ4にち発行はっこう
  28. ^ http://www.bipm.org/utils/en/pdf/Press_release_resolution_1_CGPM.pdf
  29. ^ Resolutions adopted by the CGPM at its 25th meeting (18‐20 November 2014) 表紙ひょうしれてpp.3-4、that despite this progress the data do not yet appear to be sufficiently robust for the CGPM to adopt the revised SI at its 25th meeting, encourages • continued effort in the NMIs, the BIPM, and academic institutions to obtain data relevant to the determination of h, e, k, and NA with the requisite uncertainties, • the NMIs to continue acting through the CCs to discuss and review this data, • the CIPM to continue developing a plan to provide the path via the Consultative Committees and the CCU for implementing Resolution 1 adopted by the CGPM at its 24th meeting (2011), and • continued effort by the CIPM, together with its Consultative Committees, the NMIs, the BIPM, and other organizations such as the International Organization of Legal Metrology (OIML), to complete all work necessary for the CGPM at its 26th meeting to adopt a resolution that would replace the current SI with the revised SI, provided the amount of data, their uncertainties, and level of consistency are deemed satisfactory.
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関連かんれん項目こうもく

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外部がいぶリンク

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質量しつりょう単位たんい
キログラム
SI単位たんい
グレーン 常用じょうようオンス 常用じょうようポンド もんめ きん ぬき
1 kg = 1 ≈ 15432 ≈ 35.274 ≈ 2.2046 ≈ 266.67 ≈ 1.6667 ≈ 0.26667
1 gr = 0.00006479891 = 1 ≈ 0.0022857 ≈ 0.00014285 ≈ 0.0172797 ≈ 0.000107998 ≈ 0.0000172797
1 oz = 0.028349523125 = 437.5 = 1 = 0.0625 ≈ 7.5599 ≈ 0.047249 ≈ 0.0075599
1 lb = 0.45359237 = 7000 = 16 = 1 ≈ 120.96 ≈ 0.75599 ≈ 0.12096
1 もんめ = 0.00375 ≈ 57.871 ≈ 0.13228 ≈ 0.082673 = 1 = 0.00625 = 0.001
1 きん = 0.6 ≈ 9259.4 ≈ 21.164 ≈ 1.3228 = 160 = 1 = 0.16
1 かん = 3.75 ≈ 57871 ≈ 132.28 ≈ 8.2673 = 1000 = 6.25 = 1