Definizione operativa di una “grandezza fisica”

1. Definizione operativa di una “grandezza fisica” Grandezze la cui misura è diretta: - definizione di un procedimento (ripetibile) di misura - definizione di un “campione” di riferimento e di una unità di misura Esempi: grandezza fisica unità di misura Lunghezza Tempo Massa Temperatura metro, pollice (“inch”),... secondo chilogrammo, oncia,… grado Celsius, grado Farenheit,… Grandezze la cui misura è indiretta(“grandezze derivate”): espresse come funzioni delle “grandezze dirette” Esempi: velocità, accelerazione, corrente elettrica,...

2. - La scelta di un insieme di grandezze fisiche fondamentali e • delle relative unità di misura definisce un “sistema di unità di misura” • - Vi è un certo grado di arbitrarietà nella scelta di tali grandezze e delle • unità di misura corrispondenti • - Criteri: accessibilità e riproducibilità del campione di misura • invarianza... • Storicamente, c’è stata una evoluzione nel tempo delle unità adottate • (a seguito dell’ evoluzione scientifica e tecnologica) • Convenzione universalmente adottata (dal 1971) : • il “Sistema Internazionale di Unità di Misura” • Periodicamente, la “Conferenza Internazionale di Pesi e Misure” • aggiorna le definizioni e/o propone di adottarne di più accurate Sistemi di unità di misura

3. Evoluzione nel tempo della definizione di unità di misura Esempio : la grandezza fondamentale “lunghezza” • 1metroº • 1/(4 · 107) meridiani terrestri (1793) • “metro campione” : sbarra di platino-iridio ( 90% Pt, 10% Ir) • conservata a Sevrès (Parigi) ; riproducibilità @10-7(1889) • - 1.650.763,73(1960) • - 1/ 299 792 458 dello spazio percorso • dalla luce nel vuoto in 1 secondo (1983)

4. Sistema Internazionale (S.I.)di Unità di Misura ( adottato dalla XIV Conferenza Generale di Pesi e Misure, Parigi, 1971) Grandezza fondam. Unità Simbolo Definizione lunghezza metro m 1/299.792.458 dello spazio percorso dalla luce nel vuoto in 1 s • tempo secondo s 9192631,77 periodi della radiazione • prodotta dalla transizione tra i due • livelli iperfini dello stato fond. • dell’atomo di Cesio 133 • massa chilogrammo kgmassa del campione di Pt-Ir • conservato a Sevrès • temperatura Kelvin K 1/273,16 della temperatura assoluta del • punto triplo dell’acqua

5. corrente elettrica ampère A intensità di corrente che in due conduttori rettilinei paralleli e di • lunghezza infinita posti a distanza di 1 m • produce una forza di 2 10-7 N Il Sistema Internazionale (II) • intensità luminosa candela cd intensità luminosa di una sorgente di frequenza 5 1014 Hz • la cui intensità energetica é • 1/683 W/sterad • quantità di sostanza mole mol quantità di sostanza contenente tante “unità elementari” • (atomi /molecole/ioni…) • pari al numero di Avogadro • NA = 6,02252 1023

6. Ordini di grandezza: distanze dimensioni dell’ Universo: @1010 anni-luce (@ 1026 m) distanza della galassia più vicina (Andromeda , M31): @2.5 106 a.-l. dimensioni della nostra galassia (Via Lattea, simile ad Andromeda): @ 1.6 105 a.-l.

7. Terra Ordini di grandezza: distanze Marte Mercurio dimensioni del sistema solare : @1010 Km @ 10 ore-luce Venere 150 106 Km 1 U.A  8.5 min-luce Plutone Nettuno Giove Urano Diametro del: Saturno Sole: 1,4 106 Km 1010 Km Terra : 12 740 Km Giove: 140 000 Km

8. Ordini di grandezza: distanze, tempi, masse Distanze: log10 R(m) -18 -15 -10 -7 0 7 13 22 26 Confini elettrone atomo Uomo Sistema solare l Universo nucleo luce vis. Galassia più vicina diametro Terra Tempi: log10 T(s) -15 -3 5 7 15 17 Periodo di Periodo di “anno” Età dell’ oscillazione di una oscill. del Universo nota musicale “giorno” campo e.m. 10 (10 anni) (n = 440 Hz) della luce visibile La Periodo di rivoluzione ( c = ln = l / T) del Sole nella nostra Galassia (~220 milioni di anni) Masse : log 10 M (Kg) -30 -27 -7 2 24 30 42 elettrone protone batterio Uomo Terra Sole Galassia