• Che cos'è il Sistema internazionale di unità?
• Storia del Sistema Internazionale di Unità
• A cosa serve il SI?
• SI unità di base
• SI unità derivate
• Vantaggi e limiti del SI

Spieghiamo cos'è il Sistema Internazionale di Unità, come è stato creato e a cosa serve. Inoltre, le sue unità di base e derivate.

Il Sistema Internazionale di Unità è il più diffuso al mondo.

Che cos'è il Sistema internazionale di unità?

È noto come Sistema internazionale di unità (abbreviato SI) per il sistema di unità di misura utilizzato praticamente in tutto il mondo. Viene utilizzato nella costruzione dei più numerosi strumenti di misurazione sia per il consumo specializzato che per quello quotidiano.

Un sistema di unità è un modello scientifico che consente di mettere in relazione le cose sulla base di un insieme di unità immaginarie. Cioè, è un sistema per poter registrare il realtà: pesare, alla taglia, tempo, ecc., sulla base di un insieme di unità sempre uguali a se stesse e che possono essere applicate in qualsiasi parte del mondo con uguale valore.

Il Sistema Internazionale di Unità è il più accettato di tutti i sistemi di misurazione (anche se non l'unico, poiché in alcuni paesi si usa ancora il sistema anglosassone) e l'unico che attualmente tende ad una certa universalizzazione.

Di volta in volta il SI viene rivisto e perfezionato, per assicurare che sia il miglior sistema di unità disponibile, o per adattarlo alle recenti scoperte scientifiche. Infatti, nel 2018 è stata votata a Versailles, in Francia, la ridefinizione di quattro delle sue unità di base per adeguarle a parametri fondamentali costanti nel natura.

Storia del Sistema Internazionale di Unità

Il SI è stato creato nel 1960, durante l'XI Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, fondata nel 1875 per prendere decisioni rispetto a quello che era allora il sistema metrico francese. Questo è l'organismo attualmente incaricato della revisione del Sistema internazionale di misure e ha sede presso l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure, a Parigi.

Nella sua creazione, il SI ha considerato solo sei unità di base, alle quali ne sono state aggiunte in seguito altre, come la Talpa nel 1971. I suoi termini sono stati armonizzati tra il 2006 e il 2009 con la collaborazione delle organizzazioni ISO (International Organization for Standardization) e CEI (International Electrotechnical Commission), originando lo standard ISO / IEC 80000.

A cosa serve il SI?

Il SI, in parole povere, è il sistema che ci permette di misurare. O meglio ancora, quella che ci assicura che le nostre misurazioni, fatte qui o in qualunque altro regione del mondo, sono sempre equivalenti e significano la stessa cosa.

Vale a dire: come fai a sapere che un metro di distanza è, in effetti, un metro? Come fai a sapere che un metro qui è esattamente lo stesso di un metro in Cina, Groenlandia o Sud Africa? Bene, questo è esattamente ciò di cui si occupa questo sistema.

Per questo stabilisce le linee guida necessarie affinché, a dir poco, un chilogrammo sia sempre un chilogrammo, indipendentemente dal luogo o anche dal tipo di strumento utilizzato per misurarlo.

SI unità di base

Ogni unità consente di misurare una grandezza fisica diversa.

Il SI comprende un insieme di sette unità di base, ciascuna collegata ad alcune delle principali grandezze fisiche, e che sono:

• Metro (m). L'unità di base di lunghezza, scientificamente definito come il cammino percorso dal luce nel vuoto in un intervallo di tempo di 1/299.792.458 secondi.
• Chilogrammo (kg). L'unità di base di massascientificamente definito da un prototipo di chilogrammo composto da a lega 90% platino e 10% iridio, di forma cilindrica, 39 millimetri di altezza, 39 millimetri di diametro e un densità circa 21.500 kg/m3. Tuttavia, nelle versioni più recenti si propone di ridefinire il chilogrammo da un valore relativo alla costante di Planck (h).
• Secondo (S). L'unità di base di tempo metereologico, scientificamente definita come la durata di 9.192.631.770 periodi di radiazione corrispondenti alla transizione tra i due livelli iperfini dello stato fondamentale di un atomo di cesio-133.
• Ampere (A). L'unità di base del corrente elettrica, che rende omaggio al fisico francese André-Marie Ampère (1775-1836), e scientificamente definita come l'intensità di una corrente costante che, mantenuta in due conduttori rettilinei paralleli di lunghezza infinita, di sezione circolare trascurabile e situata ad un metro da uno dei l'altro nel vuoto, producono tra loro una forza pari a 2 x 10-7 Newton per metro di lunghezza. Recentemente è stato proposto di variare la sua definizione tenendo conto di un certo valore della carica elettrica fondamentale (e).
• Kelvin (K). L'unità di base del temperatura e il termodinamica, che rende omaggio al suo creatore, il fisico britannico William Thomson (1824-1907), noto anche come Lord Kelvin. È definita come la frazione 1/273,16 della temperatura che l'acqua ha nel suo punto triplo (cioè in cui i suoi tre stati coesistono in armonia: solido, liquido e gassoso). Recentemente è stato proposto di ridefinire il Kelvin tenendo conto di un valore della costante di Boltzmann (K).
• Mol (mol). L'unità di base per misurare la quantità di una sostanza all'interno di a miscela o dissoluzione, scientificamente definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante unità elementari quanti sono gli atomi in 0,012 kg di carbonio-12. Pertanto, quando viene utilizzata questa unità, deve essere specificato se si tratta di atomi, molecole, ioni, elettroni, eccetera. Recentemente è stato proposto di ridefinire questa unità utilizzando un certo valore della costante di Avogadro (nA).
• Candela (cd). Questa è l'unità di base dell'intensità luminosa, scientificamente definita come quella posseduta, in una data direzione, da una sorgente che emette una radiazione monocromatica di 540 x 1012 Hertz. frequenza, e la cui intensità energetica in quella direzione è 1/683 watt per steradiante.

SI unità derivate

Come indica il nome, le unità derivate dal SI sono derivate dalle unità di base, attraverso combinazioni e relazioni tra di esse, al fine di esprimere matematicamente grandezze fisiche.

Non dobbiamo confondere queste unità con i multipli ei sottomultipli delle unità di base, come chilometri o nanometri (rispettivamente multipli e sottomultipli del metro).

Le unità derivate sono molte, ma di seguito possiamo citare le principali:

• Metro cubo (m3). Unità derivata costruita per misurare il volume di una sostanza.
• Chilogrammo per metro cubo (kg/m3). Unità derivata costruita per misurare il densità di un corpo.
• Newton (N). Rendendo omaggio al padre del fisico moderno, britannico Isaac Newton (1643-1727), è l'unità derivata costruita per misurare la forza, ed espresso come chilogrammi per metro al secondo quadrato (kg.m / s2), dall'equazione di Newton per il calcolo della forza.
• Joule / Joule (J). Prende il nome dal fisico inglese James Prescott Joule (1818-1889), ed è l'unità derivata del SI utilizzata per misurare la Energia, il lavoro o il calore. Può essere definita come la quantità di lavoro richiesta per spostare una carica di un coulomb attraverso una tensione di un volt (volt per coulomb, VC), o come la quantità di lavoro necessaria per produrre un watt di potenza durante un secondo ( watt per secondo , W).

Ci sono molte altre unità derivate, la maggior parte con nomi speciali che rendono omaggio ai loro creatori o ai principali studiosi del fenomeno che l'unità serve a descrivere.

Vantaggi e limiti del SI

Il SI ci permette di sapere che un'unità vale lo stesso in tutto il mondo.

Tradizionalmente i punti deboli del SI erano le sue unità di massa (kg) e forza (N), che erano costruite arbitrariamente. Ma di fronte agli aggiornamenti e alle messe a punto moderni come quelli descritti sopra, questo non presenta più un grosso inconveniente.

Al contrario, la più grande virtù del SI è che le sue unità di base sono definite in base a fenomeni naturali costanti, che possono essere replicate se necessario. In questo modo si potrebbe arrivare a tarare qualsiasi tipo di strumento, partendo dall'unità fondamentale scientificamente riproducibile.

In conclusione, si tratta di un sistema coerente, regolamentato a livello internazionale e costantemente ricalibrato per garantirne l'efficacia.