SI storia ed attualità di un sistema di misure in costante ... · Marina Sardi - 28 marzo 2019 –...

Marina Sardi - 28 marzo 2019 – I@PhT La fisica in gioco - Torgnon

SIstoria ed attualità di

un sistema di misure in costante evoluzione


Metrology is the science of measurement,embracing both experimental and theoretical

determinationsat any level of uncertainty

in any field of science and technology.

What is metrology?

la parola metrologia deriva dal greco:metron (= misura) +logos (= discorso)

https://www.bipm.org/en/measurement-units/https://www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/


Grandezzanome

simbolo Unitànome

simbolo

tempo, durata t secondo s

lunghezza l metro m

massa m kilogrammo kg

corrente elettrica I, i ampere A

temperatura termodinamica T kelvin K

quantità di sostanza n mole mol

intensità luminosa Iv candela cd

Grandezze e unità di base e loro simboli


Le grandezze derivate si definiscono a partire dalle grandezze di base secondo le leggi della fisica

forza newton N m kg s-2

energia, lavoro joule J N m m2 kg s-2

The SI is not static but evolves to match the world's increasinglydemanding requirements for measurement. Currently much work isunder way related to the intended future revision of the SI

dim Q = Lα Mβ Tγ I δ Θε Nζ Jη

https://www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/


Misure e vita quotidiana


Milano

25

30

35

40

45

50

55

Torino Como Verona Bologna

valore del "piede" in varie città

Milano

Roma

Alessandria

Valore

in

cent

imet

ri

Misurare in piedi (circa 1750)

Grafico2

Torino

Alessandria

Pavia

Milano

Como

Lodi

Cremona

Brescia

Verona

Piacenza

parma

Modena

Bologna

Roma


51.3766

47.6895

47.1954

43.5185

45.1219

45.5332

48.3539

47.5487

34.2195

46.9565

54.5167

52.3048

38.0098

29.7896

Foglio1

Torino51.3766Torino piede liprando)cm 51,3766 cm

Alessandria47.6895Alessandria 47,6895 cm

Pavia47.1954Pavia 47,1954 cm

Milano43.5185Milano 43,5185

Como45.1219Como 45,1219 cm

Lodi45.5332Lodi 45,5332 cm

Cremona48.3539Cremona 48,3539 cm

Brescia47.5487Brescia 47,5467 cm

Verona34.2195Verona 34,2195 cm

Piacenza46.9565Piacenza 46,9565 cm

parma54.5167Parma 54,5167

Modena52.3048Modena 52,3048 cm

Bologna38.0098Bologna 38,0098

Roma29.7896Roma 29,7896

Foglio1

Foglio2

Foglio3


Illuminismo e Rivoluzione francese Si vuole cambiare il mondo in meglio, dare

giustizia ed equità sotto tutti gli aspetti incluse le unità di misura

Si decide di costruire da zero un sistema universale delle unità di misura (pesi e misure)


La conoscenza non ha bisogno di ali e piume, ma di pesie misure Francis Bacon (1561-1626)


Nel 1875 su proposta del Governo Francese si riunirono a Parigi i rappresentanti di venti nazioni e nacque la Convenzione del Metro cui aderì il nuovo regno d’Italia con la firma di Costantino Nigra.


campioni di lunghezza e di massa simili a quelli degliArchivi di Francia (da L’Aventure du mètre, volume specialeper l’esposizione al CNAM, Musée National des Techniques, 1989)


“If, then, we wish to obtain standards of length, time and mass whichshall be absolutely permanent, we must seek them not in thedimensions, or the motion, or the mass of our planet, but in thewavelength, the period of vibration, and the absolute mass of theseimperishable and unalterable and perfectly similar molecules.”

James Clerk Maxwell, 1870


Linking SI base units to fundamental and atomic constants


Consistency: Three independent experiments (XRCD & WB) with consistent results with urel < 5·10-8 R2 Uncertainty: at least one result with urel < 2·10-8 R3 Traceability: Extraordinary calibration with IPK @ BIPM R4 Validation :Validation of the mise en pratique accordingto the CIPM-MRA

Condizioni da soddisfare per l’adozione del nuovo SI ( kilogrammo)


Nell’ottobre del 2011 la CGPM (Conferenza Generale pesi e Misure)ha adottato una risoluzione per una probabile modifica dell’attualeSistema Internazionale delle unità di misura nel 2018, affinchè

“the SI base units, namely the kilogram, the ampere, the kelvin and the mole,

will be redefined in terms of invariants of nature, by means of Planck constant (h),

the elementary charge (e),

the Boltzmann constant (k),

and the Avogadro constant (NA)

http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/kilogram.htmlhttp://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/ampere.htmlhttp://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/kelvin.htmlhttp://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/mole.html


Il Comitato Consultivo sulle Unità…- conclude che i valori numerici e le incertezze della costante di Planck, la carica elementare, lacostante Boltzmann e la costante di Avogadro fornite dal gruppo di lavoro CODATA sulle costanti fondamentali ……………costituiscono una base sufficiente a sostenere la ridefinizione,

-raccomanda al CIPM (Comitato Internazionale Pesi e Misure) di prendere le misure necessarie per procedere, come previsto, alla ridefinizione del chilogrammo, dell’ampere, del kelvin e della mole alla 26° riunione del CGPM (Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure) nel 2018.


La revisione del Sistema Internazionale di unità di misura in alcuni step importanti:

16-20 ottobre 2017: il CIPM (Comitato Internazionale Pesi e Misure decide di sottoporre alla prossima CGPM una Risoluzione per l’introduzione del nuovo SI

20 maggio 2018: Giornata Mondiale sulla metrologia, lancio della campagna di informazione sulla ridefinizione del SI

13 -16 novembre 2018: XXVI° riunione della CGPM (Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure). Questa riunione ha sancito la ridefinizione del SI

20 maggio 2019: Giornata Mondiale sulla Metrologia: la ridefinizione del SI entra nella pratica. Ogni riferimento all’iter sarà ormai di tipo storico

Il Sistema SI è stato rivisto numerose volte dalla sua formaleadozione nel 1960.


A ogni unità SI e relativa costante si possono abbinare i colori dello spettro elettromagnetico


• La frequenza di transizione iperfine dello stato fondamentale dell’atomo di cesio 133, Dncs, è 9 192 631 770 hertz (s-1)

• La velocità della luce nel vuoto, c, è esattamente 299 792 458 metri al secondo (ms-1)

• La costante di Plank, h, è esattamente 6.62607040 x 10-34 joule per secondo (J s=kg m2 s-1)

• La carica elementare, e, è esattamente eguale a 1.602 176620 x 10-19 coulomb (A s)


• La costante di Avogadro, NA, è esattamente 6.022 140 857x 1023 mole-1 (mol-1)

• L’efficienza luminosa , Kcd, della radiazione monocromatica di frequenza 540 x 1012 hertz è esattamente 683 lumen per watt

• La costante di Boltzman, k, è esattamente 1.380 64852 x 10-23 joule al kelvin


https://www.youtube.com/channel/UC9ROltu1--gjcrk5ZcWbHVQ

https://www.youtube.com/channel/UC9ROltu1--gjcrk5ZcWbHVQ

Diapositiva numero 1Diapositiva numero 2Diapositiva numero 3Diapositiva numero 4Diapositiva numero 5Diapositiva numero 6Diapositiva numero 7Diapositiva numero 8Diapositiva numero 9Diapositiva numero 10Diapositiva numero 11Diapositiva numero 12Diapositiva numero 13Diapositiva numero 14Diapositiva numero 15Diapositiva numero 16Diapositiva numero 17Diapositiva numero 18Diapositiva numero 19Diapositiva numero 20Diapositiva numero 21

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