こんばんは!🌃⭐️
連休最終日、どうお過ごしでしょうか?
そして、連休はどうだったでしょうか?
お仕事だった方はお疲れ様です!😅✨
私は今回比較的休みを長くとることができたので、両親の家に行っておりましたが帰ってよかったと思います😊✨
今日はもうお家に帰ってきて、サラッと職場に行ったくらいで長旅の疲れを癒してました😅笑
しかし、実際ゆっくりできたのは私だけで妻や両親双方とも気を使わせてしまいました💦
妻は(結構いつものことなんですが)帰ってからちょっと体調が悪そうでした😭
張り詰めた気を抜くと急に体調を崩すというアレですね😅(表現が素人みたいやな😅笑)
申し訳ないことをした💦
娘は、水浴びのせいか鼻水が出ていましたが比較的今日も元気でした😊✨
明日は連休明けで、早速夜勤のため(あれ、連休前も夜勤じゃなかったっけ?😅)忙しくなること必至ですが頑張ろうと思います!
というわけで、寝る前に(どうでもいい)ウンチク記事を一つ。
今日のテーマは「基本単位系」です。また理系の話ですね😅
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/SI基本単位
全ての物理量には「単位」があります。
それは重さだったり長さといった身近なものから磁束や照射線量、粘度といったよくわからないもの、
温度の華氏やワットといった仕事率など別の表現へ変換可能なものまで様々あります。
小学生の頃図書館で「単位全集」みたいな本を借りたことがあるんですが「Ci」や「%。」みたいな単位があるのに驚いた覚えがあります😅
そんな単位ですが、定義の変遷は激しく、現在は「国際(SI)基本単位」の組み合わせで全て表現できるとされています。
基本単位は
「m(長さ)」「kg(質量)」「秒(時間)」「A(電流)」「K(温度)」「mol(物質量)」「cd(光度)」
の7つです。
gでなくてkg、CでなくAであるところがミソですね。
まあ、だいたい力学、熱力学、電磁気学で扱うものです笑
これらの昔の定義を見ていきましょう。だいたい以下の通りです。
・1秒…1年を1/365にし、それを24で割りさらに3600で割ったもの
・1m…地球の北極〜赤道までの1000万分の1
・1kg…1ℓの水の重さ
・1K…水の沸点と融点の差(100℃)を100分の1にしたもの
・1mol…アボガドロ定数の逆数
・1A…1Cを1秒で割ったもの。1Cは100nm間の2つの同じ電荷間に働く力を2で割る。
・1cd…ロウソク1本の光度
日常生活で暮らす上では、この定義で全く問題ありません。
しかし、細かい科学的な物理を扱う世界ではこの定義ではザルすぎます。
例えば、ちょっと考えたらわかると思うんですが、
「じゃあ1年ってなに?」ということです。
昔は恒星が元の位置に戻るのを1日とし、毎日1度ずつ動く恒星が元の位置に戻るのを1年としてました。
大まかに1年の360分の1が1日に相当したのですが誤差が出たため365➕1/4日を1年としたのがユリウス暦です。
しかし、これでも誤差が出るので400の倍数でない100年毎には閏年を設定しなかったりしたのがグレゴリオ暦です。
しかしこれも誤差がでます。
これは当たり前で、そもそも恒星と惑星の運動なんざ年々変化している(質量が変わったりするため)のであり永久的ではありません。
そこで、定義自体を太陽と地球の関係から、半永久的に変わらない原子の運動に求めたわけです。
現在の1秒の定義は
「Cs133の基底状態の2つの超微細構造準位間の遷移に対応する放射の周期の9192631770倍に等しい時間」
となっています。
な、なにを言ってるかわからないと思うが…(略)😅😭
1秒の定義なのにさらにそれを100億で割ってどないすんねん😂😭笑
しかし、こうすることによって非常にズレが少なくなる厳密な定義となるのですね〜。
他にも、昔の定義だと1mは「北極〜赤道て厳密に測ったのか?地球の形はそもそも真円でなく年々変化している」となるし、1cdは「なんのロウソク?同じ種類にしても一つ一つ違いがある。人によっても感じ方は違う」、1Kは「水はどの状態での水?常圧というけども圧力の定義は?水分子の状態にもよる」などといったツッコミが入ります。
詳しくはwikiを参照(またか😅)して欲しいですけども、現在の基本単位は以下となります。
・1秒… Cs133原子の基底状態の2つの超微細構造準位間の遷移に対応する放射の周期の9192631770倍に等しい時間
・1m… 真空中で1秒間の299792458 分の1の時間に光が進む行程の長さ
・1kg… プランク定数を6.62607015×10−34 ジュール秒とすることによって定まる質量
・1K…ボツルマン定数を1.380649×10−23 J毎Kとすることによって定まる温度
・1mol…アボガドロ定数(6.02214076×1023)の逆数
・1A…電子を1.602176634×10−19 Cとすることによって定まる電流
・1cd…周波数540THzの単色放射を放出し、所定の方向におけるその放射強度が 1/683W毎ステラジアンである光源の、その方向における光度
…意味わかんねぇ😅😭😂
ミソは「物理定数」です。
これらは変わりようがない定数として厳密に定義されています。
光速、万有引力定数、プランク定数などを基本として再定義されているんですね〜。
さて、こうすると全ての物理量は、ただの「数字」で表すことができるということがわかります。
たとえば、1N(ニュートン)は、力の単位であり、F=maから、「1kgの質量に1m/s2の加速度を与える力」です。
つまり、1N=1kg・m/s2です。
1プランク定数=約6.6✖︎10の−34乗J・s
=約6.6✖︎10の−34乗m・N・s
=約6.6✖︎10の−34乗m 2・kg/s
となります。
つまり1kg=1/6.6✖︎10の34乗✖︎1プランク定数✖︎s/m2です。
1秒=約Csが100億回転する時間
1m=約1光速・3億分の1秒
=約1光速✖︎Csが100億回転する時間/3億
ですから
1N
=1プランク定数✖︎10の34乗/6.6✖︎1/m・秒
=3プランク定数✖︎10の42乗/6.6・1光速・(Csが100億回転する時間の2乗)
となります!!
なんか書いててわけわかんなくなりました😭笑
そして、結局なんなん?て話ですが、この世の物の状態が全て厳密に数字に還元できるってすごくないですか?
こう考えると現実もマトリックスの世界みたいにシミュレーションであるという説もあながち間違ってないのかもしれません。
えっ、すごくない?笑😅
書いてて眠くなったので今日はこの辺で…
おやすみなさい…😴
明日からまた頑張りましょう!!