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現代教育通訊
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現代教育通訊 61期 前期教訊:
語文 數學課程改革 ── 度量衡的故事
度量衡的故事
◎轉載:台灣康軒數學通訊

人類最早的量度單位
最早人類是使用自然物為度量的標準,如:一指、一扠等等。然而這些自然物的大小隨人隨物而有所不同,只能測量出大約的量,不足以作為精確的量度標準。為了建築、鑄造等較精確的需求,產生了公認的量度標準物件。最早有記載這人為的標準量度物件,約是四千九百年前的埃及的古辜法老王(Pharaoh Khfu )用黑色質堅的花崗岩所制定的長度標準,稱為「邱比特」(Cubit)。這個標準的長度相對於古辜法老王小臂到手指尖的距離。長度標準建立後,便可保証金字塔準確地施工。古辜法老王建造的金字塔底部呈方形一一每邊的長與平均邊長相差不過0.05﹪(邊長230米,相差在115亳米以內)。


可有想過量度的標準從何而來嗎﹖

中國度量衡最早記載「黃鍾之律」
據史籍記載,中國最古老的度量衡標準,來自「黃鍾之律」,度本是指黃鍾之長,量本是黃鍾之龠,榷衝本來是指黃鍾之重;所以黃鍾之器是中國最古老的度量衡標準原器。而黃鍾的實長實量相對現代的度量衡若干,則因為古黃鍾律並沒有流傳下來,所以無法做切實的論斷。

由於各國文化的演進以及不斷向外的擴張,逐漸與其他的文化有了交流,而度量衡制度及測量標準的差異卻經常形成溝通上的障礙,因此,制定一套共同的度量衡標準與制度就成為國際間一致的需求與願望。

公制單位是在1799年由法國人所建立。主要精神是以自然界的現象為基準及採用十進制,偶然會有些修訂。目前的一公斤是以鉑銥合金公斤原器的重量為準,它的重量非常接近1000立方厘米的水重,但水重難以準確測量,才會製造一個原器(Prototype)。

鉑銥合金公斤原器
「鉑銥合金公斤原器」的高和底面的直徑都是3.9厘米。是由90%鉑及10%銥合金材料所製成的圓柱體。(如下圖)由於其質量穩定性極高,鉑銥公斤原理一直是國際間質量導引比對。從公斤器可推斷出一公斤砝碼的質量,降低質量測量的不確定度,使工商業界所遵從的準量標準與國際間達成一致性,因此採用此標準的商業產品,能提升進入國際行銷的機會 。

鉑合金米的原器
最早國際公認的長度單位標準,是在巴黎國際度量衡局所保存的一個鉑銥合金米原器。科學家將它在攝氏0度時的長度訂為 米。這 1米相當於從地球北極經法國巴黎到赤道距離的千萬分之一的長度。西元1961年,國際間將米的標準改訂為氪元素的同位素,所發出某一特定光的波長的1650763.73倍。西元1983年9月,第十七屆國際度量衡大會重新制定長度單位,以光於299792458分之一秒內在真空中前進的長度為1米。

資料來源
台灣工業科技研究院 http://www.itri.org.tw
台灣屏東縣資訊教育軟體與教材資源中心 http://pterc.kcjh.ptc.edu.tw
台灣度量衡國家標準實驗 http://www.nml.org.tw