Metro
Unità di base SI · grandezza: lunghezza
01 · Definizione
Il metro nacque come la decimilionesima parte di un quarto del meridiano terrestre. Oggi è la distanza che la luce percorre in 1/299 792 458 di secondo: la lunghezza è diventata derivata dal tempo.
Nel 1983 la metrologia fece una mossa inattesa: invece di misurare la velocità della luce con precisione sempre maggiore, la dichiarò esatta — 299 792 458 metri al secondo, né più né meno. Da quel momento misurare una lunghezza significa misurare il tempo di volo della luce, e la barra di platino-iridio di Sèvres, che era stata il metro per ottant'anni, divenne un pezzo da museo. Effetto collaterale: l'accuratezza della lunghezza è ora limitata da quella del secondo — e gli orologi atomici superano qualsiasi righello di cinque ordini di grandezza.
In laboratorio il metro non si riporta: si contano le frange d'interferenza di un laser stabilizzato, la cui frequenza è agganciata agli orologi al cesio. La geodesia fa lo stesso su scala planetaria: il GPS misura il ritardo del segnale, cioè di nuovo il tempo.
02 · Conversione
Inserisci una lunghezza — il passaporto la convertirà
Le misure russe prima del 1918 erano legate a quelle inglesi: l'arscin è esattamente 28 pollici, la sagena tre arscin, la versta cinquecento sagene. La conversione è quindi esatta, senza arrotondamenti: 1 sagena = 2,133 6 m secondo la definizione del 1899.
Il «micron» e l'«ångström» sono stati ritirati dal SI: si scrive µm e 0,1 nm. Il miglio nautico è rimasto — equivale a un primo d'arco di meridiano ed è perciò comodo in navigazione.
| Unità | Nome | Valore | Dove si incontra |
|---|---|---|---|
| 1 m | metro | 1 m | base SI |
| 1 ft | piede | 0,3048 m | esatto, dal 1959 |
| 1 in | pollice | 0,0254 m | esatto, 1/12 ft |
| 1 yd | iarda | 0,9144 m | esatto, 3 ft |
| 1 mi | miglio | 1609,344 m | terrestre |
| 1 nmi | miglio nautico | 1852 m | esatto, per definizione |
| 1 au | unità astronomica | 149 597 870 700 m | esatto, IAU 2012 |
1 m = 3,280839895 ft (esatto, secondo l'accordo del 1959)
03 · Ordini di grandezza
dalla lunghezza di Planck all'orizzonte dell'UniversoLunghezza
04 · Strumenti di misura
Come si misurano i metri
Conta le frange: una frangia è mezza lunghezza d'onda, circa 316 nm. La realizzazione primaria del metro, accuratezza 10⁻¹¹.
Un laser a femtosecondi fornisce un «righello» di migliaia di frequenze e collega l'ottica agli orologi al cesio — un ponte dal secondo al metro.
I blocchetti di Johansson: aderiscono per contatto e portano il metro in officina. Tolleranza — decimi di micrometro.
Sul campo la lunghezza si misura col tempo: il telemetro laser conta il ritardo dell'impulso, i satelliti la fase del segnale. Millimetri su chilometri.
05 · Regole di scrittura
m minuscola, perché la M maiuscola è presa dal mega
Il metro si scrive con la m latina minuscola, senza punto; «5 M» significa cinque mega-qualcosa, e «5 m.» è un'abbreviazione da giornale. Il prefisso si fonde col simbolo: km, cm, µm — mai «Km» o «mcm». Metri quadrati e cubi sono m² e m³, non «mq» nei documenti tecnici.
06 · Unità vicine
Il metro è l'unità più prolifica del sistema: area, volume, velocità, accelerazione — e attraverso il newton e il joule, tutta la meccanica. Quattordici unità derivate SI contengono il metro nella loro definizione.
metro quadrato
base SI
metro al secondo
Il metro non si può togliere dal sistema: regge sia la meccanica sia l'elettricità — anche il volt si riduce al metro attraverso il watt.
07 · Sezione storica
Come si misurava la lunghezza prima del metro
Tre arscin, sette piedi. Dal 1899 legata esattamente alle misure inglesi, così la conversione non lascia resto.
Esattamente 28 pollici, sedici verscioc. La misura principale nel commercio dei tessuti e nei disegni edili.
Cinquecento sagene. Una misura stradale che ha lasciato i cippi miliari e il modo di dire «si vede a una versta».
Una barra a sezione X a Sèvres e trenta copie distribuite fra i paesi. Il metro era un oggetto che si poteva far cadere.
Il metro è l'unica unità ridefinita quattro volte
1795 — una frazione del meridiano; 1799 — la barra di platino degli Archivi; 1889 — il prototipo di platino-iridio; 1960 — 1 650 763,73 lunghezze d'onda del kripton-86; 1983 — il cammino della luce in 1/299 792 458 di secondo. Ogni passo eliminava un supporto materiale, e con l'ultimo il metro cessò del tutto di essere una grandezza indipendente: ora è derivato dal secondo attraverso la costante c. Un dettaglio curioso: la misura settecentesca del quadrante di meridiano sbagliò di circa 0,2 mm per metro, e quell'errore rimase per sempre nella definizione — l'equatore è 75 metri più lungo di 40 000 km.
Catalogo · Sistema internazionale di unità
Un passaporto per ogni grandezza
Sette unità di base, ventidue derivate con nome proprio e un archivio di sistemi ritirati dalla circolazione. Ciascuna è un foglio a sé: definizione, dimensione, conversione, strumenti, regole di scrittura. In 36 lingue.