Scientia

Suntem atât de obişnuiţi cu unităţile de măsură, fie că este vorba de măsura timpului, fie că este vorba de măsura distanţei ori a greutăţii, încât probabil că cei mai mulţi nu ne-am pus vreodată întrebarea: cum sunt aceste  unităţi standardizate? Cât înseamnă de fapt o secundă? În raport cu ce dat fundamental este ea stabilită?

::::: Sistemul internaţional - SI

Există mai multe sisteme de unităţi de măsură, bazate pe diferite "pachete" de unităţi de măsură fundamentale. Cel mai folosit sistem este Sistemul Internaţional (SI), de care vorbim şi noi mai jos.

Sistemul internaţional cuprinde şapte unităţi de măsură fundamentale, din care toate celelalte unităţi de măsură folosite sunt derivate. Cele 7 unităţi de măsură fundamentale sunt:

::: metrul;
::: kilogramul;
::: secunda;
::: amperul;
::: kelvinul;
::: molul;
::: candela.

::::: Metrul

Metrul este definit ca distanţa parcursă de lumină în vid într-un interval de 1/299.792.458 dintr-o secundă. În fapt, viteza luminii în vid este de 299.792.458 kilometri pe secundă.

În 1889 metrul a fost definit pe baza unui etalon făcut dintr-un aliaj din platină şi iridiu. În anul 1960 metrul a fost definit în funcţie de lungimea de undă a elementului kripton 86. În sfârşit, în anul 1983 s-a adoptat actuala definiţie de către Biroul Internaţional de Măsuri şi Greutăţi din Franţa.

::::: Kilogramul

Toate unităţile de măsură fundamentale sunt definite în funcţie de constante ale naturii, ca viteza luminii, vibraţiile atomice etc. Kilogramul este excepţia notabilă. Un kilogram este definit ca fiind masa unui cilindru făcut dintr-un aliaj de platină şi iririu (90 %  - 10 %) cu înălţimea de 3,9 cm şi diametrul de 3,9 cm. Cilindrul este păstrat în Sevres, Franţa, bine izolat pentru a nu intra în contact cu alte substanţe şi a suferi astfel modificări. Pentru a se evita o distrugere accidentală, în 1884 au fost făcute 40 de copii ale prototipului, copii care au fost distribuite în mai multe ţări ale lumii.

Prototip Kilogram

Etalonul kilogramului, păstrat în Franţa

::::: Secunda

Începând cu 1967, secunda a fost redefinită pe baza vibraţiilor naturale ale atomului de cesiu. De atunci, secunda este durata egală cu 9.192.631.770 perioade ale radiaţiei care corespunde tranziţiei între cele două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu 133.

În fizică, se asociază atomului o proprietate numită starea fundamentală a atomului (ground state energy), care descrie nivelul energetic al respectivului atom. În cazul cesiului există două valori corespunzătoare acestui nivel energetic de bază al atomului, în funcţie de spinul electronului de pe cea mai înaltă orbită, iar această mică perturbaţie a nivelului energetic al atomului a fost botezată structura superfină (hyperfine structure).

::::: Amperul

Amperul este  definit ca fiind intensitatea curentului electric constant care - menţinut în două conductoare paralele, rectilinii, de lungimea infinită şi cu secţiunea circulară neglijabilă, situate în vid la o distanţă de 1 metru unul de altul, ar produce între cele două conductoare o forţă de 2×10^–7 newton pe metru.

::::: Kelvin

Kelvinul a fost definit în anul 1954 ca fiind unitatea temperaturii termodinamice egale cu 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei.

::::: Molul

Molul este cantitatea de substanţă a unui sistem care conţine un număr de entităţi elementare egal cu numărul atomilor din 0,012 kilograme de carbon C₁₂. Atunci când molul este folosit, entităţile elementare trebuie specificate, fie că este vorba despre atomi, molecule, ioni, electroni, alte particule sau grupuri specificate ale unor asemenea particule.

::::: Candela

Candela este unitatea de măsură pentru intensitatea luminoasă, într-o direcţie dată, a unei surse care emite o radiaţie monocromatică cu frecvenţa de 540×10¹² hertzi şi care are intensitatea energetică, în direcţia dată, de 1/683 watt per steradian (un steradian este egal cu unghiul solid care, având vârful în centrul unei sfere, decupează pe aceasta o arie egală cu pătratul razei). Actuala definire a candelei datează din 1979.

Notă: articolul a fost inspirat de o întrebare apărută în secţiunea de întrebări şi răspunsuri a site-ului.

BIBLIOGRAFIE:
http://www.bipm.org/en/si/base_units/