¿Cuáles son los patrones de el kilogramo, metro y segundo?
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. Magnitudes Fundamentales.
En 1960, la XI Conferencia General de Pesas y Medidas (C.G.P.M.), estableció reglas para decidir un conjunto de patrones correspondientes a las magnitudes fundamentales y se estableció un sistema de unidades que recibió el nombre de SISTEMA INTERNACIONAL (SI) de unidades o Sistema MKS. En este sistema, las unidades de masa, longitud y tiempo son: el Kilogramo (Kg), el metro (m) y el segundo
(s) respectivamente.
Otras unidades fundamentales del SI que estableció la Conferencia son: la
temperatura (K) -el grado Kelvin-, la intensidad de corriente eléctrica (A) -el amperio- y
la intensidad luminosa (C) -la Candela-. Estas seis unidades fundamentales son las
unidades básicas del Sistema Internacional (SI).
Posteriormente la XIV C.G.P.M. de 1971 amplió a siete las magnitudes
fundamentales con la adopción de la magnitud cantidad de materia y cuya unidad es el
mol.
Longitud.
La magnitud Longitud es la extensión del espacio que ocupan los cuerpos. Las
medidas de dicha magnitud sirven para apreciar la longitud de los objetos en una sola
dimensión.
Desde 1905 en que se celebró en París la III C.G.P M. en la que se instituyeron las
unidades patrón, el metro se definía como: El metro (m) es la longitud que hay a 0oC
entre dos trazos marcados en una regla de platino iridiado que se conserva en la
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Oficina Museo Internacional de Pesas y Medidas de Sèvres (París) y se denomina
metro patrón.
En 1960 la XI C.G.P.M. sin cambiar el modelo de metro patrón lo definió a partir de
un fenómeno atómico: El metro (m) es igual a 1.650.763’73 veces la longitud de onda
de la radiación electromagnética (raya roja) emitida por el isótopo 86Kr en su
transición entre los estados 2p10 y 5d5 en el vacío cuando se calienta a la temperatura
del punto triple del nitrógeno.
La XVII C.G.P.M. de 1984 ha abolido la definición dada por la XI Conferencia, que
ha permanecido en vigor desde 1960 y la ha sustituido por la siguiente: El metro es la
longitud del trayecto recorrido por la luz en el vacío durante el tiempo de la fracción
1/299792456 de segundo. Esta definición ha permitido una realización del metro más
precisa y exacta mediante la utilización del láser y además tiene la ventaja de ser
indestructible.
Masa.
La Masa, o cantidad de materia que integra los cuerpos, es una magnitud cuya
medida vendrá dada a través de mediciones de volumen o capacidades de líquidos.
Igualmente la III C.G.P.M. estableció como unidad de masa, el kilogramo patrón,
como la masa de un bloque de platino iridiado conservado en el pabellón de Breteuil, de
Sèvres (París). El cilindro de Sèvres mide 3'9 centímetros de diámetro y 3'9 centímetros
de altura y para todos los propósitos prácticos es igual a la masa de 10-3 m3 de agua
destilada a 4ºC (1 litro).
La XI C.G.P.M. de 1960 ratificó como unidad de masa del SI el kilogramo
internacional ya definido. Por analogía con el metro, podemos asociar el kilogramo a
una propiedad atómica diciendo que un kilogramo es igual a la masa de 5'0188·1025
átomos del isótopo 12C. En realidad, éste es el criterio adoptado al definir la escala
internacional de masas atómicas.
Tiempo.
El tiempo es la magnitud sobre la duración de los fenómenos. La unidad de tiempo,
el segundo, se definió inicialmente como: la 86400 ava parte (1/86400) del día solar
medio. El día solar es el intervalo entre dos pasos consecutivos del Sol por el meridiano
de un mismo lugar de la Tierra. Como la velocidad de la Tierra en su translación anual
alrededor del Sol no es constante, el día va variando algo en el transcurso del año, por
eso se toma el promedio de todo el año como día solar medio. También se ha
comprobado que por la acción de las mareas la velocidad de rotación de la Tierra
alrededor de su eje tampoco es constante y disminuye de forma que el día aumenta un
0'001 segundos cada siglo.
Por ello, la XI C.G.P.M. de 1960 definió el segundo como la fracción igual a
1/31.556.925'9747 del año tropical 1900. El año tropical se define como el intervalo de
tiempo entre dos pasajes sucesivos de la Tierra a través del Equinoccio Vernal, el que
tiene lugar aproximadamente el 21 de marzo de cada año.
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Si bien este patrón de segundo astronómico es más exacto que el patrón segundo
solar medio, se necesitaba un patrón material de segundo comparable a los estándares de
metro patrón y kilogramo patrón, lo que se ha logrado plenamente con el patrón atómico
de frecuencia, reloj atómico regulado por el comportamiento magnético de los átomos
de cesio.
La XIII C.G.P.M. de 1967-68 adoptó para el segundo el patrón atómico de
frecuencia con la definición actual, provisional: El segundo es la duración de
9.192.631.770 períodos de la radiación que corresponde a la transición de dos niveles
hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133.
Los relojes atómicos estaban en esa fecha en etapa de rápido desarrollo y esta es la
razón por la que se adoptó el segundo de cesio solo