La física al BOE

El meu llibre de Física General (J. Catalá, edició de 1975) defineix el metre com la distància que existeix, a 0ºC, entre dues marques paral·leles gravades en una barra de platí iridiat, mentre que el quilogram és la massa d’un bloc cilíndric iridiat, tots dos patrons de referència conservats a  l’Oficina Internacional de Pesos i Mesures (Bureau international des poids et mesures, BIPM, en francès) a Sèvres, prop de Paris.

Molt abans, però, el metre es va elegir de manera que fora la deumilionèsima part del quadrant del meridià terrestre. Aquestes definicions són conseqüència del gran esforç científic realitzat a partir, sobretot, de la Revolució francesa, per harmonitzar les unitats de mesura i lligar-les a fenòmens físics independents dels costums, països i èpoques.

En aquesta colossal empresa participaren activament científics del nostre país com ara el roselllonés Francesc Aragó que mesurà el meridià per terres valencianes i de les Illes entre el 1806 i 1809 i el saforenc Gabriel Ciscar que participà activament en la Primera Convenció Internacional del Metre el 1806. Tanmateix, passats els anys, els físics s’adonaren que ni la Terra era totalment esfèrica, amb la qual cosa la definició tornava a ser un artifici humà i, encara pitjor, els patrons massa i metre ja no pesaven exactament un kilo ni mesuraven exactament un metre respectivament sinó que a causa de la corrosió, erosió, manipulació etc, l’exactitud ja no era suficient i ja no podien considerar-se patrons.

Per aquesta raó l’any 1960 la 11èna Conferencia General de Pesos i Mesures (CGPM) va decidir adoptar el Sistema Internacional d’Unitats (SI) i deslliurar-lo dels inconvenients d’un patró fets per materials degradables i per humans i lligar-lo a constants universals, per definició invariables en el temps.

El Sistema Internacional d’Unitats, abreujat SI (del francès Système international d’unités), és el sistema d’unitats més utilitzat al món (només els Estats Units, Libèria i Myanmar no l’utilitzen), tant en ciència com a la vida diària, i és l’evolució del sistema mètric decimal.

El Sistema Internacional ha anat desenvolupant-se a poc a poc i aquests últims anys ha acabat definitivament d’abandonar definicions basades en patrons humans per utilitzar patrons basats només en fenòmens físics reproduïbles.

I fa unes setmanes el Boletín Oficial del Estado (BOE) va dedicar unes poques pàgines a un tema diferent de la lluita contra la pandèmia del COVID-19 i va publicar les definicions exactes de les set unitats bàsiques del Sistema Internacional, i, per tant a partir d’ara, les oficials a l’estat espanyol, com ja ho són a la Unió Europea.

Fem el repàs detallat a cada unitat:

Un segon es defineix fixant el valor numèric de la freqüència del cesi, ΔνCs, la freqüència de transició hiperfina de l’estat fonamental sense pertorbar de l’àtom de cesi 133 com 9 192 631 770 quan s’expressa en la unitat Hz, que és igual a s-1.

Un metre es defineix fixant el valor numèric de la velocitat de la llum en el buit, c, com 299 792 458 quan s’expressa en la unitat m/s, on el segon es defineix en funció de ΔνCs

Un quilogram es defineix fixant el valor numèric de la constant de Planck, h, com 6,626 070 15 × 10-34, quan s’expressa en la unitat J s, igual a kg m2 s-1, on el metre i el segon es defineixen en funció de c i de ΔνCs

Un ampere es defineix fixant el valor numèric de la càrrega elemental, e, com 1,602 176 634 × 10-19 quan s’expressa en la unitat C, que és igual a A s, on el segon es defineix en funció de ΔνCs

Un kelvin es defineix fixant el valor numèric de la constant de Boltzmann, k,com 1,380 649 × 10-23 quan s’expressa en la unitat J K-1, que és igual a kg m2 s-2 K-1, on el kilogram, el metre i el segon es defineixen en funció d’h, c i ΔνCs

Un mol és la unitat del SI de quantitat de substància d’una entitat elemental especificada, que pot ser un àtom, molècula, ió, electró, qualsevol altra partícula o un grup especificat de tals partícules. Es defineix fixant el valor numèric de la constant d´Avogadro, NA, com 6,022 140 76 × 1023 quan s’expressa en la unitat mol-1

Una candela és la unitat del SI d’intensitat lluminosa en una direcció determinada. Es defineix fixant el valor numèric de l’eficàcia lluminosa de la radiació monocromàtica de freqüència 540 × 1012 Hz, Kcd, com 683 quan s’expressa en la unitat lm W-1, que és igual a cd sr W-1, o cd sr kg-1 m-2 s3, on el kilogram, metre i segon es defineixen en funció d’h, c i ΔνCs

Més informació:
Sistemas de unidades físicas Escrito por José Luis Galán García, Ed. Reverté 1987.

Imatges:

1.- Imatge generada per ordinador de barra de prototip internacional, fabricada amb un 90% de platí – un 10% d’aliatge d’iridi. Aquest va ser l’estàndard de longitud per al SI (sistema mètric) des de 1889 fins a 1960, quan el sistema SI va canviar a una nova definició de longitud basada en la longitud d’ona de la llum emesa per Kripton 86. Wikipedia Commons.

2.- Detall d’un exemplar del metre patró que Gabriel Ciscar portà de Paris. Enric Marco.

Un pensament a “La física al BOE

  1. La definició de metre al BOE!
    Em pregunto si totes aquests unitats no eren oficials fins ara.
    Conservo algun llibre amb la definició del quadrant del meridià, i no sé que deia el de sisè de batxillerat, que no el tinc, allà per 1967. Però sí recordo el senyor Cerò —els bons mestres són els que més recordo— que va esmentar allò del àtom de criptó, curiosament i amb una probabilitat d’una entre un milió, el meu carnet d’identitat em va servir de regla mnemotècnica per recordar el nombre…
    De totes maneres, darrerament sembla que la definició oficial de metre podria ser:
    —El metre és la meitat de la distància màxima a la qual és pot propagar el virus SARS-CoV-2.
    Les quatre de la matinada, per la finestra veig Antares —meravella des de Barcelona— i fins i tot δ Scorpii, que de nen recordo una imatge de l’Escorpió amb β, δ i π brillant més igualades que ara. I fins i tot recordo la cua, que avui ja no he pogut distingir.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *