L'UNITA' DI MASSA
Un kg di platino iridio.
Il campione è conservato a Torino.
(pubblicato il 27 gennaio 1993 su TuttoScienze)
SECONDA tappa del nostro viaggio tra le unità di misura fondamentali del
Sistema Internazionale. Ci occupiamo, oggi, dell'unità di massa, il cui nome è
kilogrammo e il simbolo kg.
Per definizione il kilogrammo è uguale alla massa del prototipo
internazionale conservato presso il BIPM (Bureau International des Poids et
Mesures, o Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misure di Parigi III
Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, 1901).
Il kilogrammo è l' unica unità
fondamentale la cui definizione è ancora oggi, a più di 90 anni dalla sua
adozione, legata ad un campione materiale: il prototipo internazionale
costruito nel 1889 è custodito a Sevres nei sotterranei del Bureau
International des Poids et Mesures. A tutt' oggi non si è trovato un campione
che permetta di definire l'unità di massa con miglior precisione, anche se
molti sforzi vengono compiuti in vari laboratori metrologici per superare questa
situazione.
Il prototipo internazionale è un cilindro di platino iridio, di altezza
eguale al diametro (cilindro di minima superficie totale a parità di volume),
conservato al riparo da contaminazioni e manipolato con cura estrema.
In Italia il campione nazionale è la copia n. 62 del Kilogrammo Prototipo
Internazionale ed è conservato presso l' Istituto di Metrologia "G.
Colonnetti" di Torino. La massa del campione nazionale è determinata per
confronto con il Kilogrammo Internazionale ed è pari 0, 999 999 051 kg. Sono
inoltre conservate altre copie del Prototipo Internazionale, tra cui la copia n.
5 costruita nel 1890 che è custodita presso l' Ufficio Centrale Metrico ed è
base della metrologia legale; la loro massa è periodicamente confrontata con
quella del campione nazionale. I campioni di lavoro, in acciaio inossidabile o
leghe speciali, costruiti con particolare cura presso l' Istituto Colonnetti e
qui conservati e caratterizzati, vengono periodicamente confrontati con il
kilogrammo campione nazionale mediante un comparatore di massa. Inoltre viene
realizzata, per derivazione dal campione nazionale, la scala dei campioni di
massa tra 1 mg e 500 kg con incertezza compresa tra 0, 3 microgrammi, cioè 0, 3
milionesimi di grammo, per una massa di 1 mg (milligrammo) e 15 microgrammi, cioè
15 milionesimi di grammo, per una massa di 1 kg.
L' utilizzazione di bilance che consentono di raggiungere incertezze
migliori di un milionesimo di grammo ha messo in evidenza il fatto che il
prototipo internazionale del kilogrammo può presentare variazioni di 1
milionesimo di grammo al mese in un periodo di qualche mese dopo che è stato
pulito (e lavato) secondo particolari procedure che sono oggetto di continuo
studio e revisione. Ciò pone naturalmente il problema della conservazione e
della manipolazione per questo campione materiale, fintanto che non si troverà
un fenomeno fisico in grado di rappresentare questa unità, riproducibile nel
tempo e nello spazio, come già capita per i campioni delle altre unità
fondamentali.
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