DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE

DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE

DEFINICIONES DE LAS UNIDADES DE BASE

        

Unidad de longitud En su inicio en 1793, sirvió como base la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre, en 1889 (1ª CGPM) se materializó en una regla de platino iridio, en 1960 (11ª CGPM) se reprodujo con la longitud de onda del kriptón 86 y finalmente en 1983 (17ª CGPM) se igualó el recorrido de la luz en una fracción de tiempo. Actualmente la unidad de longitud se realiza y se disemina por medio de láseres estabilizados, lámparas espectrales y patrones materializados de acuerdo a su definición.
metro:    Es la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío en un lapso de 1/299 792 458 de segundo, (17ª CGPM, 1983). Realización en el CENAM de la definición del metro mediante un Láser He-Ne estabilizado con una celda interna de yodo a una longitud de onda de 632 991 398,22 fm [10]. Unidad de masa Partiendo de la “grave” de Lavoisier en 1793, la unidad de masa era el “peso” de un decímetro cúbico de agua a la temperatura de fusión del hielo y, después se consideró a la temperatura de su máxima densidad. Actualmente la unidad de masa está representada por un cilindro de platino iridio de diámetro y altura iguales (39 mm). El mundo científico hace esfuerzos para redefinir la unidad de masa en términos de constantes universales ya que el kilogramo es la única unidad de todas las unidades de base del SI que se realiza por medio de un patrón materializado, esto, desde los tiempos de la fundación del Sistema Métrico. kilogramo: Es la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo, (1ª y 3ª CGPM, 1889 y 1901)
Unidad de tiempo La escala de tiempo de los astrónomos fundamentada en las leyes de la gravitación universal servía para definir el segundo hasta 1967, actualmente esta unidad se define en la escala de tiempo de los físicos a partir de la frecuencia de una cierta transición hiperfina del átomo de cesio 133. El patrón atómico de cesio constituye a la vez la referencia de tiempo y frecuencia. segundo: Es 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 (13ª CGPM, 1967).   Laboratorio de relojes atómicos del CENAM, donde se mantienen en operación los Patrones Nacionales de Tiempo y Frecuencia.

Unidad de corriente eléctrica La realización práctica de esta definición se logra con el uso de balanzas de corriente o electrodinamómetros, sin embargo como la medición de la fuerza ejercida mutuamente por una corriente que circula en ellos es difícil, la incertidumbre asociada a este método es alta. En la práctica la unidad de corriente eléctrica se realiza a partir de patrones materializados de tensión y resistencia. Los grandes laboratorios utilizan como patrón de tensión una red de uniones Josephson y como patrón de resistencia el efecto Hall cuántico Ampere: Es la intensidad de una corriente constante que mantenida en dos conductores paralelos, rectilíneos de longitud infinita, de sección circular despreciable, colocados a un metro de distancia entre sí, en el vacío, producirá entre ellos una fuerza igual a 2x10-7 newton por metro de longitud (9ª CGPM, 1948).

Unidad de temperatura termodinámica En 1954, la 10a. CGPM modificó la base termodinámica de la escala de temperatura, en vez de hacerla sobre dos puntos fijos, el punto de congelación y el punto de ebullición del agua, se hizo sobre un solo punto fijo fundamental, el punto triple del agua al cual se le atribuye el valor de 1/273,16 K. Las medidas prácticas de temperaturas se efectúan en las denominadas escalas internacionales que en su turno fueron conocidas como EIT-27, EIT-48, EIPT-68 y finalmente la EIT-90, escala internacional de temperatura de 1990, basada en un número definido de puntos fijos y en instrumentos de interpolación calibrados en dichos puntos. Es de uso común expresar una temperatura termodinámica (T) en función de su diferencia por relación a la temperatura de referencia To = 273,15 K, punto de congelación del agua. Esta diferencia de temperatura es llamada temperatura Celsius (t) y se define por la ecuación t = T-To. La unidad de temperatura Celsius es el grado Celsius (°C) igual a la unidad kelvin por definición. Un intervalo o una diferencia de temperatura puede expresarse tanto en kelvin como en grado Celsius (13ª CGPM, Resolución 3). El kelvin y el grado Celsius son unidades de la Escala Internacional de temperatura de 1990 (EIT-90) adoptado por el Comité Internacional en 1989 en su recomendación 5. kelvin: Es la fracción de 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (13ª CGPM, 1967).   Celda del punto triple del agua, estas celdas se construyen y mantienen en el laboratorio de termometría del CENAM y definen al kelvin

Unidad de intensidad luminosa La realización de la candela puede hacerse midiendo la energía de una fuente a través de un filtro V (l) que simula la respuesta del sistema visual humano en función de la longitud de onda. La transferencia de la unidad se realiza a partir de lámparas patrón y fotodiodos, mediante métodos de comparación. La unidad de intensidad luminosa primeramente fue establecida utilizando patrones de flama o de filamento incandescente. Fueron reemplazadas por “la bujía nueva” fundada sobre la luminancia del radiador de Planck (cuerpo negro) a la temperatura de congelación del platino. La 9ª CGPM adopta un nuevo nombre internacional la candela, símbolo cd. En 1979 en razón de las dificultades experimentales para la realización de un radiador de Planck a temperaturas elevadas y a las posibilidades ofrecidas por la radiometría (medida de la potencia de la radiación óptica) la 16ª CGPM adopta una nueva definición de la candela que actualmente se encuentra vigente.

Candela: Es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540x1012 hertz y cuya intensidad energética en esa dirección es 1/683 watt por esterradián (16ª CGPM, 1979).   Laboratorio de fotometría del CENAM, donde se realiza y se mantienen en operación los Patrones Nacionales de Intensidad Luminosa  Unidad de cantidad de sustancia Incorporada en 1971 como la séptima unidad de base del SI para formar la estructura metrológica del campo de la físico-química, la mol no se refiere a una masa sino a un número de partículas. Mencionar un número determinado de moles sin indicar cuales son las partículas es tan incierto como mencionar un número de metros sin señalar a que dimensión del objeto se refiere. La definición de mol establecida por la 14ª CGPM en 1971 se refiere a los átomos de carbono 12 no ligados, que se encuentran en reposo y en su estado fundamental.

mol:

 

Es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como existen átomos en 0,012 kg de carbono 12 (14ª CGPM, 1971).