Jeśli zapytano Cię o co? jaka jest jednostka miary czy mógłbyś odpowiedzieć? Jednostka miary jest wzorcem odniesienia używanym do pomiaru wszystkich wielkości tego samego typu. na przykład kg próbki to mały cylinder platyny irydu zachowanej w Międzynarodowym Archiwum Miar w Sèvres (Francja).
Które to są?
Główne jednostki miary to siedem. Metr (m), sekunda (s), kilogram (kg), natężenie prądu elektrycznego (amper) i światła (świeca), temperatura (stopnie Kelvina) i ilość substancji (mol).
nie są tak dokładne
Próbki tych pomiarów to jednak obiekty, które, nawet jeśli niezauważalnie, zmieniają się w czasie. Na przykład walec kilogramowy stracił około 50 mikrogramów w ciągu 130 lat. Oczywiście bardzo mało, ale… nie waży już dokładnego kilograma!
Inny przykład: do 1956 drugi odpowiadał 86.400 części średniej doby słonecznej (czas, w którym z Ziemi widzimy, jak Słońce powraca na tę samą wysokość na niebie). Ale ponieważ rotacja naszej planety nadal zwalnia, od 1967 r. postanowiono obliczyć sekundę za pomocą zegara atomowego.
Nowe jednostki miary
20 maja przypada Międzynarodowy Dzień Metrologii: z tej okazji w 2019 r. uruchomiono nowy Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (SI) zatwierdzony w 2018 r. przez przedstawicieli 62 krajów zgromadzonych w Wersalu (Francja). Zmienią definicje siedmiu podstawowych jednostek miary, które nie będą już opierać się na przedmiotach lub elementach naturalnych, ale na uniwersalnych stałych, czyli na wartościach, które nie zmieniają się w czasie i przestrzeni, a zatem są ultraprecyzyjne.
Czym są uniwersalne stałe
Ugo Conte, inżynier lotniczy, wyjaśnia: „Są to liczby, które opisują naturę i przewidują zachowanie niektórych zjawisk fizycznych. Są bardzo dokładne, ponieważ nie można ich przewyższyć ani zmienić ».
Jednym z nich jest stała planck, którym naukowcy zastąpili „stary” kilogram platyny-irydu. «Aby zrozumieć, co to jest, pomyśl o wyimaginowanym klocku Lego zrobionym z energii: jeśli umieścisz jeden na drugim, możesz zbudować nieskończoną wieżę. Ta cegła jest stałą Plancka, która wytwarza energię elektryczną równoważną jednemu kilogramowi”. Platynowo-irydowa sztabka, używana do tej pory do definiowania miernika, została teraz zastąpiona inną stałą: czasem potrzebnym na przebycie przez nią światła w próżni. W rzeczywistości nic na świecie nie działa szybciej niż światło!
A co z czasem? JAKIŚ druga wynosi około 1/86 400 średniego dnia słonecznego: szalony ułamek, ale niedokładny, ponieważ obrót Ziemi zwolnił i teraz sekunda trwa dłużej. Od teraz czas będzie obliczany za pomocą atomów cezu! Inne jednostki (ampery, mole i kelwiny) od maja 2019 r. spotka ten sam los dzięki innym stałym.
Przykłady stałych uniwersalnych w przyrodzie
W naturze jest ich wiele: „Pomyśl o pi” kontynuuje Conte „czyli związek między promieniem a obwodem: jest
to samo dla wszystkich kręgów na świecie. Albo stała Napiera, która reguluje układ kulek biedronki, ale także wzory na skrzydłach ważki ».
Wydaje się, że mężczyźni też to mają w sobie. „Środki intuicyjne„Podobne stałe: na przykład „złoty stosunek” między wysokością a szerokością, za pomocą którego Grecy ustalili proporcje swoich świątyń, znajdujemy również w sekwencji zdrewniałych liści szyszek sosny i płatków ananasa. Są też kompozycje muzyczne różnych autorów, które mają ten sam wzór nut.
Inne stałe zostaną odkryte w przyszłości, ponieważ badania się nie kończą: w rzeczywistości naukowcy mają nadzieję odkryć „mega-stałą”, która porządkuje i nadaje znaczenie wszechświatowi.
Wcześniej wszystkie były różne…
Do XIX wieku jednostka miary różnili się w zależności od miasta. Palma rzymska była krótsza niż palma wenecka: trudno było robić interesy! Inne miary odnosiły się zatem do ramion lub stóp królów i były symbolami władzy. Jednak po rewolucji francuskiej koncepcja równości rozprzestrzeniła się na całym świecie, a nawet jednostki miary zaczęły odnosić się do elementów wspólnych dla wszystkich. I tak w 1875 roku w Paryżu 17 krajów (w tym Włochy) zatwierdziło Konwencję o metrze, która stała się międzynarodową jednostką miary: sztabką platyny i irydu, odpowiadającą czterdziestomilionowej części południka Ziemi.
Najdziwniejsze jednostki miary
- PRAWDZIWA STOPA. W VIII wieku frankoński cesarz Karol Wielki rozprowadził próbkę swojej stopy w całym królestwie, aby ujednolicić wartości długości, które w tym czasie różniły się w zależności od miasta.
- SCENA. Zdefiniowana przez Herkulesa była to długość toru dla sportowców, ale miała różne wymiary w każdym regionie Grecji: od 150 do 300 metrów.
- IUGERO. Powierzchnia pola zaoranego zaprzęgiem wołów w ciągu jednego dnia roboczego to około 2 519,9 m2.
- RZYMSKA MILA. Tysiąc kroków legionu w marszu.
- ODLEGŁOŚĆ MUGGITO. Do 1947 r. na Łotwie z takiej odległości dobiegał krzyk krowy.
- OGRÓD. Odpowiadała odległości między czubkiem nosa a kciukiem króla angielskiego Henryka I z X wieku.
- WIDOK NA BRZUCH KONIA. Dla rdzennych Amerykanów (XIX w.) była to odległość, na jaką mogli zaglądać kucając pod brzuchem konia.
- STOPY. Jest to jednostka miary używana do dziś w Wielkiej Brytanii: 1 stopa to 30,4 cm. Ile jest twoje?