Lectura – El sistema métrico: cómo Francia cambió la forma en que medimos el mundo.
¿De dónde surgió el tener un patrón de referencia en física?
El uso de un patrón de referencia en física se remonta a la antigüedad, cuando se comenzó a medir y cuantificar los fenómenos físicos. Por ejemplo, en la antigua Grecia se utilizaron medidas estandarizadas para construir edificios y monumentos, y en la antigua China se utilizaron patrones de peso y medida para comerciar.
Sin embargo, el desarrollo de patrones de referencia más precisos y estandarizados en física moderna se debe en gran parte al surgimiento de la ciencia experimental en la era moderna. Durante los siglos XVII y XVIII, científicos como Galileo Galilei, Isaac Newton y Robert Boyle comenzaron a desarrollar teorías y experimentos para entender los fenómenos físicos.
Para llevar a cabo estas investigaciones, era necesario medir y cuantificar las variables físicas involucradas. Para ello, se establecieron patrones de referencia estandarizados para medir variables como la longitud, la masa y el tiempo. Por ejemplo, en 1791, la Academia Francesa de Ciencias adoptó el metro como la unidad estándar de longitud, basándose en una fracción de la circunferencia terrestre.
Con el tiempo, se han establecido patrones de referencia cada vez más precisos y sofisticados para medir una amplia gama de variables físicas, desde la temperatura hasta la intensidad de la corriente eléctrica. Estos patrones de referencia son fundamentales para la física moderna y para muchas aplicaciones prácticas, desde la fabricación de dispositivos electrónicos hasta la exploración del espacio.
¿Cuáles son los patrones de referencia que actualmente utilizamos y cómo surgieron?
En física, los patrones de referencia se utilizan para establecer unidades de medida estándar. A continuación, se describen algunos de los patrones de referencia más importantes utilizados en la actualidad y cómo surgieron:
Segundo: El segundo se define como la duración de 9,192,631,770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133. Esta definición se estableció en 1967 durante la Conferencia General de Pesos y Medidas.
Metro: El metro se define como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un tiempo de 1/299,792,458 de segundo. Esta definición se estableció en 1983 durante la Conferencia General de Pesos y Medidas.
Kilogramo: Durante muchos años, el kilogramo se definió como la masa de un cilindro de platino e iridio conocido como el “Prototipo Internacional del Kilogramo”. Sin embargo, en 2019, se estableció una nueva definición en términos de la constante de Planck, una constante fundamental de la física.
Amperio: El amperio se define como la corriente eléctrica constante que, si se mantiene en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable, y colocados a una distancia de un metro entre sí en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 × 10^{-7} newtons por metro de longitud. Esta definición se estableció en 1946 durante la Conferencia General de Pesos y Medidas.
Kelvin: El kelvin se define como la fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Esta definición se estableció en 1954 durante la Conferencia General de Pesos y Medidas.
Estos patrones de referencia se han establecido a lo largo de los años mediante acuerdos internacionales entre científicos y países. Estos acuerdos se realizan en la Conferencia General de Pesos y Medidas, que se celebra cada cuatro años en Francia. La exactitud y estandarización de estos patrones es fundamental para el progreso de la ciencia y la tecnología en todo el mundo.
¿Dónde se establecieron estos sistemas de medidas?
La Conferencia General de Pesos y Medidas se celebra en Francia porque fue en este país donde se estableció el sistema métrico decimal en la década de 1790. El sistema métrico decimal es un sistema de medidas basado en unidades decimales, en el que todas las unidades están relacionadas entre sí de manera coherente y se derivan de unos pocos patrones de referencia estandarizados.
El sistema métrico fue originalmente desarrollado en Francia durante la Revolución Francesa con el objetivo de establecer una medida uniforme para todo el país, en reemplazo de las múltiples unidades de medida utilizadas en diferentes regiones. Posteriormente, se convirtió en un sistema internacional de medida, y hoy en día es ampliamente utilizado en todo el mundo.
La Conferencia General de Pesos y Medidas, que se celebra en la sede de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sevres, Francia, es el órgano encargado de definir y mantener los patrones de referencia internacionales utilizados en física, química y otras áreas relacionadas. Además, esta conferencia es la encargada de supervisar la implementación del sistema internacional de unidades (SI) en todo el mundo, con el objetivo de garantizar la uniformidad y precisión de las mediciones en todo el planeta.