Física, Matemática, Músicas, Filmes e Atualidades: A evolução do metro, do quilograma e do segundo

sexta-feira, 3 de janeiro de 2020

A evolução do metro, do quilograma e do segundo

Para o estabelecimento do sistema métrico, a Academia de Ciências da França construiu, em 1799, o metro padrão, uma barra de uma liga de platina e irídio de um metro de comprimento.

Em 1879, esse padrão foi refeito e passou a ser a distância entre dois traços numa barra do mesmo material, mantida em condições controladas, a 0 °C, no Bureau Internacional de Pesos e Medidas de Sèvres, localidade próxima a Paris. Nessa época verificou-se que o comprimento do padrão era 0,00018m menor do que a quadragésima milionésima parte do comprimento do meridiano terrestre estabelecida pela definição do metro.

A 1ª Conferência Internacional de Pesos e Medidas, realizada em Paris em 1889, resolveu o problema abandonando a definição inicial e adotando o comprimento entre os dois traços dessa barra como a nova definição de metro.

No entanto, as dificuldades de manter inalterado um padrão desse tipo e o progresso tecnológico exigiram e possibilitaram a criação de um novo padrão, em 1960,100 vezes mais preciso, a partir do comprimento de onda da radiação vermelho-alaranjada de um gás, o criptônio-86.

Mais tarde, em 1983, foi proposta a definição atual, baseada na velocidade da luz. Na verdade, em todo esse tempo, a dimensão do metro praticamente não mudou. O que mudou foram as formas de defini-la e, principalmente, reproduzi-la.

Atualmente, nenhum país tem necessidade de manter o padrão do metro num determinado local, basta dispor de um bom laboratório de física para reproduzir precisamente a sua dimensão.

Em relação ao quilograma, isso ainda não foi possível. A unidade padrão de massa proposta pela academia francesa, em 1799, foi o grama.

Em 1879, estabeleceu-se um padrão constituído por um cilindro de platina iridiada jom massa de 1 000 gramas, chamado de quilograma padrão. Como ocorreu com o metro, descobriu-se mais tarde que esse cilindro não tinha exatamente 1 000 gramas, mas 999,973 gramas.

A conferência de 1889 usou o mesmo procedimento adotado para o metro: abandonou a definição inicial de grama e adotou a massa do quilograma padrão, chamado simplesmente de quilograma, unidade válida até hoje, cujo original é mantido em Sèvres.

Em relação ao padrão de tempo, o segundo, a proposta inicial da academia francesa era revolucionária: estabelecia um dia de 10 horas, o que possibilitaria trabalhar com valores decimais nas medidas de tempo.

A ideia era boa, mas o hábito foi mais forte e ela não vingou. Logo o dia voltou a ter a sua duração de 24 horas, divididas em 60 minutos, divididos em 60 segundos. Assim, o segundo foi definido como sendo a fração1/86400 da duração do dia solar médio.

No entanto, o período de rotação da Terra varia e os dias não são todos exatamente iguais. Por isso em 1956 foi escolhido como padrão o dia solar médio do ano de 1900. O aparecimento dos relógios atómicos, no entanto, permitiu a definição atual, mais precisa, estabelecida em 1967:

Segundo é a duração de 9192.631.770 períodos de uma determinada radiação ocorrida no átomo de césio 133.