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Quanto è lungo un metro?

Lungo come la distanza tra l'ascella e la punta della mano

Un metro? Mah. Più o meno 39 pollici?

Scherzi a parte.

È universalmente accettato che la prima importante tappa nello sviluppo delle misure si sia basata su parti del corpo umano.
Gli uomini misurano ciò che li circondava con se stessi (piedi, braccia, dita, palmi,…) e questo è davvero un sistema primitivo e antichissimo.
Anche i primi esseri umani ad usare queste unità avevano capito (si spera) che la lunghezza del proprio braccio o del proprio piede era diversa da quella di un’altra persona.

metro
Ma agli inizi le differenze individuali non sembravano importanti considerato il basso livello di precisione richiesto per le misurazioni di quei tempi.

Solo successivamente questo sistema raggiunse un livello di astrazione e si passò a standardizzare il piede, il passo e  il palmo. Da allora le diverse misure poterono assolvere molto bene e, per lungo tempo, la loro funzione nelle relazioni umane, all’interno delle rispettive società.

Queste unità furono però caratterizzate da grande eterogeneità, in quanto cambiavano con il trascorrere del tempo ed erano diverse da nazione a nazione, da regione a regione, spesso da città a città.

Le antiche misure campione Bergamasche. A sinistra dell'entrata della Basilica di Santa Maria Maggiore

Le antiche misure campione Bergamasche.
A sinistra dell’entrata della Basilica di Santa Maria Maggiore

Un sistema di misura basato su unità universali si affermò solo con la Rivoluzione Francese e la nascita della società moderna, in un momento storico in cui tale obiettivo era ormai divenuto auspicabile e compatibile con quegli ideali di universalità e di razionalità che hanno così fortemente caratterizzato la filosofia illuminista.
Il 26 marzo 1791 l’Assemblea Costituente Francese istituì la Commissione Generale dei Pesi e Misure ed adottò, per la lunghezza, un’unità equivalente a un decimilionesimo della distanza tra il Polo Nord e l’Equatore.

L’Assemblea decretò solennemente: “Considerando che per arrivare a stabilire l’uniformità dei pesi e delle misure è necessario fissare un’unità di misura naturale e invariabile e che il solo mezzo per estendere questa uniformità alle nazioni estere e per esortarle a decidere insieme su un sistema di misure è di scegliere un’unità che non conservi niente di arbitrario né di specifico ad alcun popolo della terra […] adotta la grandezza del quarto di meridiano terrestre come base del nuovo sistema di misure. Questa unità fu chiamata metro, dal greco metron che significa una misura (la metrologia è la scienza della misura).

La misura del quarto di meridiano fu completata nel novembre del 1798 e la costruzione del modello definitivo del metro venne realizzata nel giugno del 1799. Il 22 dello stesso mese il prototipo fu presentato al Consiglio degli Anziani e dei Cinquecento, e successivamente depositato agli Archives Nationales. Questo prototipo, di platino, era una sbarra a sezione rettangolare di 25,3 x 4 mm. Nel Novecento gli sviluppi della fisica atomica permisero di elaborare dei metodi per la misurazione di una lunghezza che erano di gran lunga più esatti di quelli del passato. Dopo uno studio intensivo della luce emessa da lampade che usano sostanze diverse, nel 1960 l’XI Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure scelse una particolare radiazione di color rosso-arancio per ridefinire il metro (in dettaglio come quella lunghezza che equivale a 1.650.763,73 lunghezze di onda nel vuoto della radiazione che corrisponde a transizioni specifiche tra  dell’atomo di Krypton 86)  .

Un ulteriore passo avanti nella ricerca di universalità fu realizzato sul suggerimento del fisico tedesco Max Planck , nel 1889, di basare il sistema di unità su valori assegnati per convenzione ad alcune costanti fondamentali della fisica (ad esempio la velocità della luce, la costante di Planck, la costante di Avogadro ) che riassumono le informazioni più profonde di quanto noi conosciamo sulla realtà.

La prima (parziale) realizzazione del progetto di Planck è avvenuta così nel 1983 dopo l’attenta considerazione di differenti alternative, la costanza della velocità della luce è stata adottata quale principio fondamentale assegnando ad essa il valore convenzionale c = 299792458 m/s.

Il metro è ora di fatto un’unità derivata: è il tragitto percorso dalla luce nella frazione 1/299792458 di secondo.

La decisione di ridefinire il metro nacque in particolare dalla insoddisfazione degli studiosi verso la precedente definizione, generata dalla limitazione dell’accuratezza con la quale poteva essere realizzato il campione del metro usando la specifica radiazione arancio di una lampada di Krypton-86.

Questa soluzione  è anche un eccellente compromesso fra differenti esigenze, in quanto fu ovviamente necessario trovare una formulazione adatta a scopi diversi; una formulazione che potesse essere capita nelle scuole e fosse sufficiente per i requisiti della metrologia legale e allo stesso tempo soddisfacesse anche le richieste sofisticate della scienza moderna, ai più alti livelli di accuratezza.

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