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2.3 - Gli strumenti di misura 9

damentali" e "derivate". Infatti la velocità assume ora in un certo senso il ruolo di grandezza fondamentale, e tuttavia una velocità non si misura praticamente mai per confronto diretto col campione (la velocità della luce nel vuoto); per converso le lunghezze sono spesso ancora oggi misurate per confronto con campioni, ma la lunghezza del campione primario (il metro) è a sua volta determinata da una misura di tempo.

Per quanto riguarda l’unità di durata temporale, essa fu svincolata da un supporto macroscopico (il moto diurno della terra o i moti planetari) nel 1964 con l’adozione di un campione di frequenza atomico (in termini imprecisi il cosiddetto "orologio atomico al Cesio”), assegnando il valore convenzionale di 9’192’631’770 cicli al secondo (hertz) alla frequenza della radiazione elettromagnetica emessa in una particolare transizione tra due stati quantici dell’atomo di 133Cs.

Questa definizione del minuto secondo consente il confronto di intervalli di tempo con un errore relativo1 inferiore ad una parte su 1013. Se si considera che il quanto d’azione h, che è la costante universale della meccanica (quantistica) determinata con maggior precisione dopo la velocità della luce nel vuoto e che sia da essa indipendente, è noto soltanto con una incertezza dell’ordine di 0.2 parti per milione2, si comprende quale iato si dovrebbe colmare per portare a compimento il programma di Planck anche con il tempo, così come lo si è realizzato per la lunghezza.

Ad uno stadio ancora meno avanzato è giunta l’evoluzione delle misure di massa, il cui campione è tuttora costituito da un particolare oggetto macroscopico detto "chilogrammo—campione”. Anche qui la precisione con cui si possono confrontare le masse supera di vari ordini di grandezza quella con cui è nota la costante di gravitazione universale, cui l’attribuzione di un valore convenzionale consentirebbe di ridurre le misure di massa a quelle di tempo e di lunghezza.


2.3 Gli strumenti di misura

Lo strumento di misura è un apparato che permette il confronto tra la grandezza misurata e l’unità prescelta. Esso è costituito da un oggetto sensibile in qualche modo alla grandezza da misurare, che si può chiamare rivelatore; eventualmente da un dispositivo trasduttore, che traduce le variazioni della grandezza caratteristica del rivelatore in quelle di un’altra grandezza più facilmente accessibile allo sperimentatore; e da un dispositivo indicatore



  1. Vedi il paragrafo 2.6 alla fine del corrente capitolo.
  2. Attualmente (2004), l’errore relativo sul valore comunemente usato di (e che vale Js) è di .