The improvement of modern oscillation-type density meters requires density reference liquids with low uncertainty. The new apparatus for the hydrostatic measurement of density at PTB was improved to reach measurement uncertainties smaller than 0.005 kg m−3. Thus, it is now possible to deliver density reference liquids with an uncertainty of 0.01 kg m−3.

After a brief overview of the use of the density of mercury in metrological applications, the methods used for absolute and relative density measurements of mercury and the results obtained are reviewed. Influences exerted on the density by temperature, pressure, isotopic composition, and impurities are discussed, and the formulae recommended at present are listed. The problems arising from the use of the recommended substance properties for an unknown mercury sample are discussed.

Compressibility measurements performed for certified density reference liquids, for liquids commonly used in hydrostatic weighing apparatuses for measuring the density or the volume of solids and for those liquids used in the international density comparisons CCM.D-K2 and EUROMET 627 are reported.

Die Bestimmung der Dichte spielt in vielen Forschungsarbeiten und Anwendungen eine wichtige Rolle, Beispiele sind die Messung des Öchsle-Grads und die Untersuchung der Homogenität hochreiner Materialien. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt hat ein Messverfahren mit zuvor unerreichter Präzision entwickelt. den Charme, dass jedes Labor mit Werkzeugen zum Atome-Zählen sich eine eigene Referenz-Masse basteln könnte." Dazu muss man aber im Labor sicherstellen, dass die neue Referenz-Masse auch genau die richtige Anzahl Atome enthält. Folgender Weg könnte zum Ziel führen [3]: Der Platzbedarf eines einzelnen Siliziumatoms wird über Röntgenstrahlung bestimmt. Dann wird eine Kugel aus Silizium so präzise hergestellt, dass ihr Durchmesser überall bis auf wenige Nanometer gleich ist (eine solche Kugel ist auf dem Umschlag von [3] abgebildet). Mit einem Kugelinterferometer wird der Durchmesser und damit das Volumen dieser Kugel bestimmt. Die Zahl der Atome in der Kugel ergibt sich, wenn man das Kugelvolumen durch das Atomvolumen teilt. Um wirklich präzise zu sein, muss die Siliziumkugel allerdings aus einem idealen Einkristall ohne Fehlstellen und mit möglichst wenigen Verunreinigungen hergestellt sein. Wie aber kann man diese Homogenität der Kugel genau nachweisen? Dazu eignet sich die Bestimmung ihrer Dichte: Bevor die Siliziumkugel hergestellt werden kann, muss man sicher sein, dass der gezogene Einkristall, der ja ein langer Zylinder ist, an jeder Stelle dieselbe Dichte hat. Hierzu nehmen wir kleine Proben an axial und radial verteilten Stellen aus dem Einkristall und messen nach, ob sich deren Dichte unterscheidet. Grenzen der klassischen Methode Die klassische Methode der Dichtebestimmung eines Festkörpers basiert auf dem Archimedischen Prinzip, das lautet: "Ein in eine Flüssigkeit eintauchender Festkörper verliert scheinbar so viel an Gewicht, wie die von ihm verdrängte Flüssigkeit wiegt." (Archimedes, um 250 v. Chr.) Mit der klassischen Dichtebestimmungsmethode kommt man jedoch bei Präzisionsmessungen sehr schnell an Grenzen, weil der Festkörper immer in einer Flüssigkeit untergetaucht ist und sein Auftrieb bestimmt wird. Dazu muss der Festkörper über eine Aufhängung und einen Draht mit einer Waage verbunden sein. Wo dieser Draht durch die Flüssigkeitsoberfläche tritt, bildet sich ein Flüssigkeitswulst, dessen Form nicht immer die gleiche ist. Das beeinträchtigt ganz wesentlich die Genauigkeit einer echten Präzisions-H ier ist jemand am Telefon, der zur Dichte etwas wissen möchte, können Sie das Gespräch bitte übernehmen?" So oder ähnlich klingen die meisten Anfragen, die bei uns im Labor landen. Und der Fragesteller sprudelt sofort los: Er habe sich eine teure Armbanduhr gekauft, die bis zu zehn Meter Tauchtiefe auch garantiert wasserdicht sein soll -bis zur bösen Überraschung beim ersten Tauchversuch. Er benötige jetzt für einen Rechtsstreit mit der Herstellerfirma dringend ein Fachgutachten über die Dichte der Uhr. Solche Anrufer verwechseln Dichtigkeit mit der physikalischen Größe der Dichte -für uns hat si...

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