La misura, definita dalla norma UNI4546 è:
Informazione costituita da un numero, un’incertezza e un’unità di misura, assegnata a rappresentare un parametro in un determinato stato del sistema.

Es:

Parametro: Lunghezza
Numero: 30
incertezza: ± 0,2
u.d.m.: m

La misurazione mette incorrispondenza l’evento fisico (evento reale) con i numeri (evento astratto).
Ci permette di ottenere definizioni rigorose, non soggettive, dei fenomeni.
Permette l’esecuzione dei processi:
- di controllo
- di regolazione
- decisionali

per ulteriori chiarimenti sulla UNI 4546 vi invito alla lettura della stessa.

Il Sistema Internazionale SI

è un sistema assoluto (in quanto non riconducibile ad altre u.d.m.) proposto da Giovanni Giorgi e adottato dal primo gennaio 1948. più ufficialmente in lingua francese: Système International d’Unités.

La massa: il kilogrammo
Per convenzione l’unità di massa è un blocco di platino iridio, chiamato “prototipo internazionale” conservato a Sevres presso il BIPM.

Ha incertezza nulla. è distribuito in copie che stanno in diversi istituti metrologici con incertezza pari a 1/(10^-9).

Il Tempo: il secondo (1967)
Il secondo è il tempo corrispondente a 9 192 631 770 periodi della radiazione corrispondente alla transazione iperfina da (F=4 MF=0) a (F=3 MF=0) dell’atomo di cesio 133 non perturbata da campi esterni.
Storicamente, il secondo venne definito in termini di rotazione terrestre, come 1/86.400 del giorno solare medio.
Nel 1956 il Comitato internazionale dei pesi e delle misure definì il secondo in termini di rivoluzione terrestre attorno al Sole in una particolare epoca, poiché si riconobbe che la rotazione terrestre non era sufficientemente uniforme da essere uno standard per il tempo.
Il movimento della Terra venne descritto nelle Tabelle del sole di Newcomb, che fornivano una formula per il movimento del sole all’epoca 1900, basata sulle osservazioni astronomiche fatte durante il XVIII e XIX secolo.
Il secondo effemeride (dei movimenti celesti) così definito era :
la frazione di 1/31.556.925,9747 dell’anno tropico per il 1 gennaio 1900 alle ore 12 tempo effemeride.
Questa definizione venne ratificata dall’undicesima Conferenza generale sui pesi e sulle misure del 1960. Il tempo effemeride (ET) venne definito come la misura del tempo che porta la posizione osservata dei corpi celesti, in accordo con la teoria dinamica del movimento Newtoniano.
A seguito di numerosi anni di lavoro, due astronomi del U.S. Naval Observatory (USNO) e due del National Physical Laboratory di Teddington (Inghilterra) determinarono la relazione tra la frequenza dell’atomo di cesio (lo standard del tempo) e il secondo effemeride. Il secondo è l’unita di misura definita con maggiore accuratezza, nell’ordine di 10^-14 — 10^-15
La Agilent Technologies (HP) ha in catalogo un orologio Atomico al Cesio 133, il 5071A primary frequency standard. Viene venduto alla modica cifra di 62.000$ (nel catalogo 2002 che ho a casa)
altro che Big Ben

La lunghezza: il metro (m).
Il metro è la distanza percorsa dalla luce in un intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 secondi.
notare che sfrutta l’unità di tempo e la velocità della luce nel vuoto.
Molto bella la storia che si porta dietro questa unità di misura e per la quale consiglio la lettura di un bellissimo romanzo che è Il Meridiano di Denis Guedj.
Un riassunto della storia per i pigri:
Luigi XVI aveva la necessità di superare la babele di unità di misura esistente in tutta Europa. Soltanto in Francia queste erano più di duemila, ogni signorotto locale aveva il diritto di battere moneta e di decidere le proprie unita di misura di lunghezza, area, volume o peso.
A Versailles pensarono di abolire tutte le misure e creare uno standard che era “Le misure del Re” o “Le misure di Parigi”
Intanto incalzava la rivoluzione.
La volontà del popolo, espressa nei famosi Cahiers de doléances, era per l’eliminazione dei « due pesi e due misure », quelle dei nobili e quelle del popolo.
Studiosi e politici si impadronirono di questa idea.
Monge, Borda, Coulomb, Lavoisier, Legendre e tutti gli altri illustri membri della Commissione pesi e misure, decisero di creare un sistema di misura valido “per tutti gli uomini e in ogni tempo”, secondo le parole di Condorcet. Due scienziati, Jean-Baptiste Delambre e Pierre Méchain, partirono per questo, il 24 giugno 1792, il primo verso Nord, il secondo verso Sud, su carri carichi di strumenti misteriosi, con l’incarico solenne di misurare, con la massima precisione, la distanza fra Dunkerque da Barcellona, in modo da risalire, attraverso questa misura, alla lunghezza totale del “meridiano di Parigi”. Da un pronostico di qualche mese i due completarono il loro lavoro in sette anni. Vennero infatti sospettati di essere spie al servizio del re, furono inseguiti da contadini diffidenti, armati di forconi, imprigionati e coinvolti nella guerra che opponeva la Francia alla Spagna.
Incertezza dei campioni: 1/(10^-9).

La corrente elettrica, l’ampere (A):
porta il nome di Andrè Marie Ampère, uno dei principali studiosi dell’elettromagnetismo.
L’ampere è l’intensità di corrente elettrica costante che, in due conduttori paralleli, rettilinei, di lunghezza infinita, sezione circolare trascurabile e posti ad 1 m di distanza, nel vuoto, produrrebbe fra questi conduttori una forza di 2*10^-7 N per metro di lunghezza.
L’ampere è pari al coulomb/secondo, infatti misura il flusso (il coulomb è una quantità di elettroni).
Il campione di intenità di corrente fu sviluppato tramite bilance elettrodinamice con conduttori che permettevano la definizione matematica del legame “corrente-azione ponderomotrice”, tale campione però aveva incertezze troppo elevate quindi si è scelto di usare campioni di f.e.m e resistenza;
(ricavando l’intensità dalla legge di ohm) V=R*I –> I=V/R.

Una piccola curiosità su Ampere: aveva grossi problemi di vista e la fronte sempre macchiata di bianco.
…..
Il nesso tra le due affermazioni è che avendo problemi di vista usava fare i suoi calcoli alla lavagna a lettere grandi e cancellava spesso con uno strofinaccio, lo stesso strofinaccio che usava par asciugare la fronte

unità di temperatura termodinamica: kelvin (simbolo K)
“il kelvin, unità di temperatura termodinamica, è la frazione 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell’acqua”. La temperatura termodinamica si indica con il simbolo T; il valore numerico della temperatura Celsius (indicata con t) in gradi celsius è data da: t/°C = T/K-273,15.

L’unità di quantità di sostanza: mole (simbolo mol)
“la mole è la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in 0,012 kg di carbonio 12. Le entità elementari devono essere specificate e possono essere atomi, molecole, ioni, elettroni, ecc, ovvero gruppi specificati di tali particelle”. In questa definizione va inteso che gli atomi di carbonio 12 sono non legati e nello stato fondamentale.

L’intensità luminosa: candela (simbolo cd)
“la candela è l’intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza 540 x 1.012 hertz e la cui intensità energetica in quella direzione è 1/683 watt allo steradiante”.