UN DECIMETRO

UN MILLIMETRO

Un metro

Cominciamo il nostro viaggio verso l’infinitamente piccolo partendo da una lunghezza che conosciamo bene: il metro. Se ci guardiamo intorno, la lunghezza di gran parte di ciò che vediamo può essere espressa in metri: una via, l’altezza di una casa, di un albero e perché no, di Camilla che corre felice, in un mondo di cui, per una volta, lei è la misura.

E’ istruttivo osservare come la definizione di metro, e cioè di unità di misura delle dimensioni umane, sia stata prima legata alle dimensioni della terra, e quindi a misure molto più grandi, poi all’emissione di onde elettromagnetiche da parte di un atomo, e quindi a dimensioni molto più piccole.
Tra la fine del XVI e gli inizi del XVII secolo fu data la prima definizione ufficiale di metro: la decimilionesima parte dell’arco di meridiano terrestre compreso tra il polo boreale e l’equatore. Dato che questa definizione non era affatto immediata da utilizzare quando bisognava misurare la distanza tra due case, o l’altezza di Camilla, fu deciso di costruire un prototipo del metro.
Durante gli anni successivi gli scienziati si resero conto che i meridiani terrestri non sono tutti uguali poiché la terra non è un ellissoide perfetto. Verificarono poi che il metro prototipo non corrispondeva esattamente alla sua definizione. Nel 1889 durante la prima Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, fu deciso perciò di definire come metro la distanza tra due tratti segnati su di una sbarra di platino conservata a zero gradi centigradi presso l’Ufficio dei Pesi e delle Misure di Parigi. Per facilitare l’utilizzo di questa definizione furono costruiti dei campioni secondari di metro. In Italia, il più importante metro secondario è quello conservato presso il Ministero dell’Industria a Roma. Finalmente il metro era definito per le sua reale lunghezza e non desunto da una molto maggiore.

Nel 1960 la definizione di metro è stata nuovamente cambiata; quella utilizzata sino ad allora aveva numerosi inconvenienti: da un lato non c’era la certezza che il metro campione non cambiasse la sua forma nel tempo, dall’altro il rapido sviluppo della nostra società richiedeva una definizione di metro facilmente utilizzabile e facilmente riproducibile con estrema precisione, quindi un numero di campioni molto grande.
Per queste ed altre ragioni fu deciso, durante l’undicesima Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, di dare una nuova definizione: "la lunghezza uguale a 1650763.73 lunghezze d’onda nel vuoto della radiazione corrispondente alla transizione 2p₁₀ , 2d₅ (una delle righe emesse dagli atomi, che Bohr ha spiegato) dell’atomo di kripton 86 ". Questa definizione è realizzabile in molti laboratori e non richiede confronti con oggetti esterni al laboratorio stesso (come avveniva con i metri campioni). Ma abbiamo nuovamente una definizione che si basa su oggetti (gli atomi e la lunghezza d’onda emessa) con dimensioni molto diverse da quelle della nostra Camilla.

La definizione attuale di metro, in vigore dal 1983 stabilisce che, definita in un modo qualsiasi la durata del secondo e misurando la velocità in metri al secondo, il metro è quella distanza percorsa dalla luce nel vuoto in 1/299792458 secondi. Ancora una volta questa definizione, per quanto precisissima e facilmente riproducibile, è molto lontana dal senso comune.

Non preoccupiamoci, però, della definizione di metro, a noi basta Camilla che, ignara di tutto questo, corre beata.

Un decimetro (10^-1 metri)

Il primo passo del nostro viaggio ci fa passare dalle dimensioni di un metro a quelle di circa 10 centimetri: di Camilla adesso possiamo vedere meglio i dettagli, come gli occhi o la bocca. Oggetti ed animali di queste dimensioni riempiono il mondo che ci circonda e sono le stesse di ciò che spesso costruiamo, come libri, penne o dischetti.

Un millimetro (10^-3 metri)

Facendo altri due passi nel nostro viaggio arriviamo a visitare il mondo degli oggetti lunghi un millimetro. Possiamo osservare che anche la pelle di Camilla, all’apparenza così liscia, è in realtà composta di tante piccole screpolature. Non è facile vederlo: rispetto all’immagine precedente stiamo guardando dettagli 100 volte più piccoli e che, nella vita quotidiana, possiamo osservare solo attraverso lenti di ingrandimento e microscopi. Anche se spesso non ci facciamo caso, esistono molte cose che ci circondano e che usiamo normalmente di queste dimensioni; basta pensare alle mine delle matite, al sale da cucina, ai minuscoli componenti degli orologi od agli aghi per cucire.