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== 정의 == |
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2018년 11월 25일 (일) 15:09 판
킬로그램(문화어: 킬로그람, 영어: kilogram[참고 1])은 SI 단위계에서 사용하는 질량의 기본 단위이다. 기호는 kg이다.
정의
국제 단위계의 기본단위 가운데 질량의 단위(킬로그램)만이 역사적인 이유로 그 명칭이 접두어를 포함하고 있다. 질량단위의 십진 배수 및 분수에 대한 명칭 및 기호는 단위 명칭 “그램”에 접두어 명칭을 붙이고 단위기호 “g”에 접두어 기호를 붙여서 사용한다.
킬로그램은 다음과 같은 킬로그램 원기로 정의되는 단위이다. 백금-이리듐으로 만들어진 국제원기는 1889년 제1차 국제도량형총회에서 지정한 상태 하에 국제도량형국(BIPM)에 보관되어 있으며 당시 국제도량형총회는 국제원기를 인가하고 다음과 같이 선언하였다.
이제부터는 이 원기를 질량의 단위로 삼는다. 킬로그램은 질량의 단위이며 국제킬로그램원기의 질량과 같으며, 그 기호는 “kg”으로 한다.
질량의 크기를 결정하는 표준물체로 국제도량형총회에서 지정된 킬로그램원기(백금 90%, 이리듐 10%)가 사용되며, 이 원기의 질량을 1kg으로 정하여 질량을 비교하는 질량의 표준단위로 사용한다.
표준 정의 재정립
현재 킬로그램의 정의는 1901년 3차 국제도량형총회(CGPM)가 정한 "kg은 질량의 기본 단위이며 그 질량은 국제 킬로그램원기의 질량과 같다"는 정의에 따른다. 이에 따라 프랑스 파리 근교의 세브르 국제도량형국(BIPM) 금고에는 가로·세로 각 39mm 크기의 1kg 원기 원통이 보관되어 있다.
현재 7개의 SI 기본 단위 가운데 시간(s)·길이(m)·전류(A)·온도(K)·물질량(mol)·광도(cd) 등 6개 단위는 모두 물리적 원리를 바탕으로 정의되어 있는데 반하여, 질량(kg)만이 유일하게 인공적으로 만든 원기를 표준으로 삼고 있다. 하지만, 인공적으로 만든 원기를 표준으로 삼을 경우 인공 원기의 물리적 특성이 변할 수 있다는 문제점이 발생한다. 1kg의 기준이 바뀌면 질량과 관련된 물리량의 정의도 덩달아 바뀌게 된다. 실제로 국제도량형국(BIPM)은 2007년 "kg 원기의 질량이 50㎍(마이크로그램) 줄었다."고 밝혔다.[1][2] 과학자들이 kg의 정의를 재정립하려는 이유가 바로 여기에 있다. 인공적으로 만든 인공 원기를 대체하여 kg 표준을 재정립하기 위해 국가간에도 '1kg 표준 정의'를 두고 치열한 대립이 발생하고 있다.[2] 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 다음의 두 가지 방식으로 kg의 정의를 재정립하려는 국제적인 움직임이 있다. 첫째, 1kg짜리 실리콘 구를 만든 뒤 그 안에 있는 원자 수를 세어 이를 질량으로 환산하는 일명 '아보가드로 프로젝트(Avogadro project)' 방식과 둘째, 플랑크 상수를 사용하여 전기력을 중력으로 환산하는 소위 '와트 저울(Watt balance)' 방식으로 kg을 재정의하는 방안 등이 논의되고 있다.[1][2] 한국은 현재 미국, 프랑스 등이 연구하고 있는 '와트 저울' 방식을 지지하고 있다.[3]
2011년 10월 21일, 프랑스 파리 근교에서 열린 24차 국제도량형총회(CGPM)에서는 120년 이상 킬로그램의 정의로 사용된 '국제 킬로그램 원기(原器)'를 폐지하고, 새로운 정의를 도입한다는 방침을 정했다.[4] 2018년 11월 16일 제26차 국제도량형총회(CGPM)에서[5] 아래와 같이 재정의 되었다.[6] 새로운 정의는 2019년 5월 20일 세계 측정의 날부터 발효된다.[5]
킬로그램은 kg을 그 기호로 하며 질량에 관한 SI 단위이다. 플랑크 상수 h를 kg⋅m2⋅s−1와 동등한 J⋅s 단위로 표기할 때 6.62607015×10−34의 고정값을 취하도록 정의되며, 미터와 초는 c[7]와 ΔνCs[8]에 의하여 정의된다.[9]
새 정의는 질량-에너지 등가를 바탕으로 하고 있어 물질적인 표준 원기 없이 측정이 가능하다.[6]
SI 배수
SI 접두어는 두 개 이상이 연속해서 붙여질 수 없기 때문에, 접두어 사용시에는 이미 접두어가 붙은 단어인 ‘킬로그램’ 대신 ‘그램’이 사용된다.[10] 예를 들어, 킬로그램의 백만분의 일은 1 µkg (마이크로킬로그램)이 아닌 1 mg (밀리그램)이다.
약수 | 배수 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
값 | 기호 | 이름 | 값 | 기호 | 이름 | |
10–1 g | dg | 데시그램 | 101 g | dag | 데카그램 | |
10–2 g | cg | 센티그램 | 102 g | hg | 헥토그램 | |
10–3 g | mg | 밀리그램 | 103 g | kg | 킬로그램 | |
10–6 g | µg | 마이크로그램(mcg)[참고 3][참고 5] | 106 g | Mg | 메가그램(톤)[참고 6][참고 7] | |
10–9 g | ng | 나노그램 | 109 g | Gg | 기가그램 | |
10–12 g | pg | 피코그램 | 1012 g | Tg | 테라그램(메가톤(Mt))[참고 8] | |
10–15 g | fg | 펨토그램 | 1015 g | Pg | 페타그램 | |
10–18 g | ag | 아토그램 | 1018 g | Eg | 엑사그램 | |
10–21 g | zg | 젭토그램 | 1021 g | Zg | 제타그램 | |
10–24 g | yg | 욕토그램 | 1024 g | Yg | 요타그램 | |
보편적으로 사용되는 접두어는 굵은 글씨로 표시하였음.[참고 9] |
같이 보기
참고
- ↑ “kilogram”이라는 철자는 국제 도량형국 및 미국 표준 기술 연구소, 영국 국립도량형국(National Measurement Office), 캐나다 국립연구소(National Research Council Canada), 오스트레일리아 국립도량형연구소(National Measurement Institute)에서 채택한 현대식 표기법이다. 전통적인 영국 영어 표기인 “kilogramme” 또한 때때로 사용된다.
- ↑ 이 문서 전체에서 사용되고 있는 “µ” 기호는 유니코드 특수문자 µ 기호 (µ)이며, μ 기호가 아니다.
- ↑ 마이크로그램의 기호로 표시된 그리스어 소문자 “µ” [참고 2](mu)는 아스키 코드에 포함되어 있지 않은 문자이다. 이 때문에 때대로 로마자 소문자인 “u”로 표기되기도 하나 이것은 올바른 표기는 아니다.
- ↑ 마이크로그램을 SI 기호인 “µg” 대신에 “mcg”로 표기하는 것은 미국 병원평가기관 제이코(JCAHO)가 사용 금지 약어, 머리글자 및 기호 목록에서 공식적으로 의사들에게 요구한 내용이다. 그 이유는 수기(手記)로 쓰여진 “µg”기호는 “mg”과 혼동되기 쉽고, 결국 이는 1000배의 약물 과다 투여라는 치명적인 사고로 이어질 위험이 있기 때문이다. 이러한 요구사항은 약물안전관리협회(ISMP)에서도 채택되었다.
- ↑ 마이크로그램은 종종 약칭인 “mcg”로 표기되기도 하는데, 이러한 표기는 의약품이나 식품의 성분 표시 등에서 흔하다. 이것은 마이크로그램의 접두어인 “µ”이 일반적으로 혼동되기 쉬운 문자이기 때문에 이를 피하기 위한 보편적인 조치이다.[참고 4]
- ↑ “메가그램” 단위는 도량형 표기의 일관성이 엄격하게 지켜져야 하는 일부 기술적인 문서를 제외하고는 거의 사용되지 않는다. 그 대신, “톤”이 보편적으로 사용된다.
- ↑ 영어권에서는 “metric ton”도 사용됨
- ↑ 공식적인 표기인 “테라그램”(Tg) 대신 메가톤(Mt)이 폭발물의 폭발력을 나타내는 단위로 흔히 사용된다.
- ↑ 기준: 미국식 철자인 ‘-gram’과 영국식 철자인 ‘-gramme’의 구글 250,000 히트 이상 기록.
각주
- ↑ 가 나 질량의 단위 ‘kg’ 기준 물체 퇴출된다[깨진 링크(과거 내용 찾기)]
- ↑ 가 나 다 美-獨 ‘1kg 표준정의’ 전쟁
- ↑ 한국표준과학연구원장 인터뷰
- ↑ 이충원 (2011년 10월 22일). “'킬로그램' 정의 물체 폐지 결정”. 연합뉴스. 2011년 10월 22일에 확인함.
- ↑ 가 나 ‘불변의 단위’ 시대 열린다…질량 등 4개 단위 재정의, 한겨레, 2018년 11월 16일
- ↑ 가 나 The world just redefined the kilogram, Vox, 2018 Nov 16
- ↑ 진공에서의 광속을 299,792,458 m/s로 정의함에 따라 미터의 길이가 정해짐
- ↑ 세슘원자의 기저상태의 초미세구조 천이 주파수를 9,192,631,770 Hz로 정의함에 따라 초의 길이가 정해짐
- ↑ The kilogram, symbol kg, is the SI unit of mass. It is defined by taking the fixed numerical value of the Planck constant h to be 6.62607015×10−34 when expressed in the unit J⋅s, which is equal to kg⋅m2⋅s−1, where the metre and the second are defined in terms of c and ΔνCs
- ↑ (영어) NIST: SI prefixes (link to Web site).