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EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES.
El patrón de longitud.
A lo largo de la historia sucedieron los intentos de unificación de las distintas medidas con el objeto de simplificar los intercambios, facilitar el comercio y el cobro justo de impuestos. No será hasta la Revolución Francesa de 1789 cuando, junto a otros desafíos considerados necesarios para los nuevos tiempos, se nombre las Comisiones de Científicos para uniformizar los pesos y medidas, entre los que está la longitud.
La tarea fue ardua y complicada, en un principio se barajó como patrón la longitud del péndulo en un segundo a la latitud de 45º, pero acabó descartándose por no ser un modelo completamente objetivo. Se acordó, por fin, medir un arco de meridiano para establecer, sobre él y por tanto sobre la propia Tierra, el patrón del metro. Los encargados de dicha medida fueron Jean Baptiste Joseph Delambre y Pierre Méchain, quienes entre 1791 y 1798 y mediante un sistema de tríangulos desde Dunkerque a Barcelona establecieron la medida de dicho arco de meridiano sobre la que se estableció el metro.
El primer patrón internacional de longitud (1889) fue una barra de una aleación de platino e iridio que se llamó el metro patrón, el cual fue guardado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (B.I.P.M) cerca de París.
Se definió como "METRO" a la distancia entre dos líneas finas grabadas cerca de los extremos de la barra, cuando ésta se mantenía a una temperatura de 0°C y soportada mecánicamente de una manera pre establecida.
La palabra metro proviene del término griego "μέτρον" (metron) que significa "medida". Fue utilizada en Francia con el nombre de "mètre" para designar al patrón de medida de longitud.
Patrones de medida del metro, utilizados de 1889 a 1960, compuestos de una aleación de platino e iridio.
A causa de que el metro patrón no es muy accesible, se hicieron copias maestras precisas de él y fueron enviadas a los laboratorios de estandarización alrededor del mundo. Estos patrones secundarios fueron usados para calibrar otros patrones, aún más accesibles. Entonces, hasta hace poco, cada regla o dispositivo de medición derivó su autoridad del metro patrón a través de una complicada cadena de comparaciones usando microscopios y máquinas divisoras. (cadena de trazabilidad).
Desde 1959, ello sirvió también para la yarda, cuya definición legal en Estados Unidos adoptada en aquel año es como sigue:
1 yarda= 0.9144 metros (exactamente), que es equivalente a 36 pulgadas.
entonces: 1 pulgada = 2.54 centímetros (exactamente).
La precisión con la cual pueden hacerse las intercomparaciones necesarias de la longitud por la técnica de comparar rayas finas usando un microscopio ya no es satisfactoria para la ciencia y la tecnología modernas. Un patrón de longitud más preciso y reproducible fue obtenido cuando el físico estadounidense Albert A. Michelson comparó en 1893 la longitud del metro patrón con la longitud de onda de la luz roja emitida por los átomos de cadmio. Michelson midió cuidadosamente la longitud de la barra metro y encontró que el metro patrón era igual a 1,553,163.5 de aquellas longitudes de onda.
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Interferómetro de Michelson con etalón, para medir longitudes
En lugar de la lámpara de Cadmio de Michelson, fue elegida la longitud de onda en el vacío de una cierta luz anaranjada emitida por átomos de un isótopo particular de criptón, Kr86, en una descarga eléctrica . Específicamente, el metro se definió como 1,650,763.73 longitudes de onda de esta luz que produce una lámpara de Kripton (similar a las que usan algunos faros antiniebla en la actualidad).
Con la posibilidad de hacer mediciones de longitud de una fracción de una longitud de onda, los científicos pudieron usar este nuevo patrón para hacer comparaciones de longitudes con una precisión de menos de 1 parte en 109 (0.917 % de error).
La elección de un patrón atómico ofrece otras ventajas, además del aumento de la precisión en las mediciones de longitud. Los átomos de Kr86 se obtienen en cualquier parte, son idénticos, y emiten luz de la misma longitud de onda. La longitud de onda particular elegida es únicamente característica del Kr86 y se halla definida de manera rigurosa y exacta. El isótopo puede obtenerse fácilmente en su forma pura.
Para 1983, las demandas de una precisión más alta habían llegado a tal punto que aun el patrón 86Kr no podía cumplirlas y en aquel año se dio un paso audaz. El metro fue redefinido como la distancia recorrida por una onda de luz en un intervalo de tiempo especificado. En las palabras de la 17a. Conferencia General de Pesas y Medidas:
El metro es la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1 / 299 792 458 de segundo.
Esto es equivalente a decir que la velocidad de la luz se define ahora como c = 299,792,458 m/s (exactamente). Esta nueva definicion del metro era necesaria porque las mediciones de la velocidad de la luz habían llegado a ser tan precisas que la reproducibilidad del metro Kr86 mismo, eran el factor limitante. En vista de esto, tenía sentido adoptar la velocidad de la luz como una cantidad definida y usarla junto con el patrón de tiempo precisamente definido (el segundo) para redefinir el metro.
La siguiente tabla muestra la gama de longitudes medidas que pueden ser comparadas con el patrón metro.
ALGUNAS LONGITUDES MEDIDAS
fuente: RESNICK, HALLIDAY y KRANE - FISICA vol. 1 - 4ta. ed - México - Comp.Edit.Continental - 1993
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