Il metro, un raggio di luce - è custodito al "Colonnetti"
di Torino
(pubblicato il 20 gennaio 1993 su TuttoScienze)
IL nostro viaggio attraverso le unità di misura fondamentali del Sistema
Internazionale incomincia con l' unità di lunghezza: il metro, simbolo m.
Per definizione il metro è la lunghezza del tragitto compiuto dalla luce
nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299792458 di secondo (XVII
Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, 1983).
Fino al 1960 la definizione del metro era basata sul prototipo
internazionale di platino iridio (del 1889), custodito a Sevres nei sotterranei
dell' Ufficio Internazionale dei Pesi e Misure di Parigi. Del 1960 è la prima
radicale innovazione il metro veniva definito per mezzo della lunghezza d' onda
di una radiazione monocromatica specificata, la radiazione corrispondente a una
determinata transizione tra due differenti livelli energetici dell' atomo del
cripto 86.
Grazie allo sviluppo delle tecniche interferometriche, questa definizione
consentì di ridurre il valore dell'
incertezza relativa nella realizzazione del metro a 4 milionesimi di
millimetro su un metro. Pochi anni dopo, il metrologo veniva a disporre di
sorgenti di radiazioni monocromatiche (laser) più stabili e meglio
riproducibili della lampada al cripto. Inoltre poteva contare su un campione di
tempo di elevata precisione e su un valore della velocità delle onde
elettromagnetiche nel vuoto determinato sperimentalmente con un'incertezza che
era limitata soltanto da quella dell'unità di lunghezza.
Tutte queste considerazioni portarono alla già ricordata definizione del
1983: "Il metro è la lunghezza del tragitto compiuto dalla luce nel vuoto
in un intervallo di tempo di 1/299792458 di secondo", avendo cosi' fissato
la velocità della luce in 299792458 m/s.
In Italia la metrologia della lunghezza è affidata all' Istituto di
Metrologia "Colonnetti" di Torino, responsabile della realizzazione e
della conservazione dell'unità di lunghezza e della sua disseminazione
attraverso i campioni secondari.
Il campione nazionale è ottenuto mediante radiazioni monocromatiche di
frequenza nota e assumendo per la velocità della luce il valore sopra citato.
Tale campione è mantenuto mediante laser stabilizzati con incertezza relativa
pari a una parte su un miliardo. Ciò significa che, facendo riferimento al
laser a elio neo, la lunghezza d' onda della luce emessa, pari a circa 633 nm, è
definita con una incertezza minore di un milionesimo di miliardesimo di metro] E
con il 1993 verrà ridotta di un ulteriore ordine di grandezza.
Il passaggio da campioni materiali di uso più comune, come il regolo,
avviene mediante l'interferometria ottica, che consente di collegare questi
campioni di tipo ottico, quali sono i laser, a vari campioni materiali come
blocchetti, aste regoli graduati. Un esempio di tale collegamento è l'
apparecchiatura chiamata comparatore di
lunghezza. In questo modo si genera una catena di riferibilità che, a
partire dal campione primario, arriva ai campioni di lavoro di maggior interesse
pratico.
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