Convenzione del metro

Il sistema metrico decimale è stato sviluppato in Francia nel 1790. La lunghezza del metro era fatta per essere un decimilionesimo della distanza tra il Polo Nord e l'equatore. Tra il 1791 e il 1798 i francesi Delambre (matematico e astronomo) e Méchain (astronomo) misurarono la distanza tra Dunkerque e Barcellona. Le misure furono utilizzate per realizzare una barra metallica lunga esattamente 443.296 lignes (la ligne è una vecchia unità francese di lunghezza pari a un dodicesimo di pollice francese). La barra sarebbe stata usata come standard per il metro. La barra fu poi chiamata il metro degli archivi. Nel 1860 si scoprì che il metro degli archivi era dello 0,03% più corto di quanto si supponeva.

La Grande Esposizione di Londra del 1851 e l'Esposizione Internazionale di Parigi del 1867 avevano dimostrato la necessità che le diverse nazioni utilizzassero le stesse unità di misura. Negli anni Sessanta del XIX secolo gli astronomi e i topografi di fuori della Francia discutevano spesso se utilizzare il metro degli archivi o se utilizzare un "nuovo metro" che tenesse conto dell'errore dello 0,03%. La Prussia prese l'iniziativa di organizzare conferenze a Berlino per discutere la questione. La Francia non ha partecipato alle conferenze. Prima che potesse essere intrapresa qualsiasi azione, scoppiò la guerra franco-prussiana. La Prussia sconfisse la Francia e si formò l'Impero tedesco.

Nel 1875 la Francia invitò dei rappresentanti a Parigi per discutere la questione. Questo aiutò la Francia a ottenere una vittoria diplomatica sulla Prussia e sull'Impero tedesco.

Il trattato fu firmato da diciassette dei paesi alla conferenza di Parigi del 20 maggio 1875. Il Regno Unito e i Paesi Bassi si recarono alla conferenza, ma non firmarono il trattato in quel momento. Dopo un ulteriore esame, il Regno Unito firmò il trattato nel 1884.

L'incontro è stato concordato:

• Verrebbero create tre organizzazioni per amministrare il trattato.
• Verrebbero prodotte copie identiche del metro e del chilogrammo. Una copia di ciascuna di esse sarebbe stata scelta come copia master internazionale. Altre copie saranno distribuite agli Stati membri.
• La copia master del metro e del chilogrammo sarebbe conservata in laboratorio.
• Il laboratorio si troverebbe in territorio neutrale.
• I membri confrontavano le loro copie con le copie master a intervalli regolari.
• Le organizzazioni promuoverebbero l'uso del sistema metrico decimale.

L'organizzazione istituita dal trattato era l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure. Il suo nome francese è Bureau international des poids et mesures. La sua abbreviazione è BIPM. Il BIPM ha sede al Pavillon de Breteuil, Sèvres, Francia (vicino a Parigi). Circa 70 persone lavorano al BIPM. Il budget per il 2013 è stato di oltre 10 milioni di euro (12 milioni di dollari).

Le tre organizzazioni sono state istituite in base al trattato. Lo sono:

• L'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure (BIPM).
• La Conferenza generale dei pesi e delle misure (CGPM).
• Il Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure (CIPM).

L'Ufficio ha la responsabilità di salvaguardare il prototipo internazionale del chilogrammo.

La lingua ufficiale delle organizzazioni è il francese. Fino al 1988 tutti i resoconti delle riunioni erano pubblicati solo in francese. Da allora sono stati utilizzati sia l'inglese che il francese. Le abbreviazioni si basano sulle parole francesi, non su quelle inglesi. Le comunicazioni ufficiali tra il BIPM e la Francia vengono effettuate tramite il Ministero degli Esteri francese. Le comunicazioni ufficiali con gli altri Paesi sono effettuate tramite l'ambasciata di quel Paese a Parigi.

Conferenza generale sui pesi e le misure (CGPM)

La Conferenza generale dei pesi e delle misure è stata istituita nell'ambito della Convenzione del Metro come organo del BIPM. Essa conferisce al BIPM il suo mandato e il suo bilancio a nome degli Stati membri. Il suo nome francese è Conférence générale des poids et mesures. La sua abbreviazione è "CGPM".

Il CGPM si riunisce ogni quattro o sei anni. Il primo incontro risale al 1889 e il 24° incontro al 2011. Ogni Stato membro ha un voto. La Francia è rappresentata dal suo ministro degli Esteri e dal presidente dell'Accademia di Francia. Il ministro degli Esteri francese è il presidente delle sessioni di apertura e di chiusura di ogni sessione del CGPM. Il presidente dell'Accademia di Francia è il presidente delle altre riunioni della CGPM.

Il CGPM:

• Concorda il budget del BIPM.
• Accorda i pagamenti degli Stati membri.
• Nomina i membri del CIPM.
• Accetta le proposte del CIPM.

Comitato internazionale per i pesi e le misure (CIPM)

Il Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure è stato istituito nell'ambito della Convenzione del Metro come organo del BIPM. Esso fornisce consulenza al CGPM e supervisiona il BIPM. Il suo nome francese è Comité international des poids et mesures. La sua abbreviazione è CIPM.

Il CGPM ha 18 membri. Questi membri sono noti esperti di misura, eletti dal CGPM. Devono provenire tutti da paesi diversi. Uno dei membri del CIPM deve essere francese. Si riuniscono una o due volte l'anno a Parigi. Il CIPM è assistito da una serie di comitati consultivi. Nel febbraio 2014 erano dieci comitati di questo tipo. Nove di questi comitati sono dedicati a tipi speciali di misurazione come Elettricità e magnetismo, Lunghezza, Fotometria e Radiometria, Termometria e Tempo e Frequenza. Il CIPM nomina le persone che fanno parte di questi comitati.

Il decimo comitato è denominato Comitato consultivo per le unità (CCU). Il suo presidente è nominato dal CIPM. Gli altri membri del comitato sono nominati da altre organizzazioni. Queste organizzazioni includono l'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) e l'Istituto nazionale di norme e tecnologia (NIST). Il compito della CCU è quello di garantire che tutte le definizioni di SI siano coerenti. Essa redige anche lo standard SI, che viene chiamato "opuscolo SI".

Pavillon de Breteuil

Gli uffici e i laboratori del BIPM si trovano al Pavillon de Breteuil, Sèvres, Francia (vicino a Parigi).

Il BIPM si occupa dell'International Prototype Kilogram (IPK) per il CGPM. Fornisce servizi di laboratorio per il CGPM e il CIPM. Gli Stati membri utilizzano i laboratori del BIPM quando controllano la propria copia del chilogrammo rispetto all'IPK. Gli uffici del BIPM sono anche la sede centrale del CGPM e del CIPM.

Nel 1875 la convenzione si occupava solo della standardizzazione del chilogrammo e del metro. La convenzione è stata rivista nel 1921 per accogliere tutte le misurazioni fisiche. Nel 1933 il CGPM approvò gli sforzi che si stavano compiendo per fondere unità elettriche e fotometriche nel sistema metrico decimale.

Sviluppo del SI

Tra la fine dell'Ottocento e l'inizio del Novecento sono state definite molte nuove unità di misura utilizzando il sistema metrico decimale. Le unità di misura utilizzate nelle applicazioni elettrostatiche, nelle applicazioni elettromagnetiche e nei sistemi di distribuzione elettrica erano incompatibili tra loro. L'uso della gravità standard nelle definizioni di forza e pressione ha portato alla definizione di più unità di misura del necessario.

Dopo la seconda guerra mondiale, l'Unione Internazionale di Fisica Pura e Applicata (IUPAP) e il governo francese hanno chiesto al BIPM di esaminare la questione. Nel 1948, la nona CGPM chiese al CIPM di condurre uno studio sulle unità di misura utilizzate dagli Stati membri. Il CIPM fece rapporto e nel 1954 il 10° CGPM decise di istituire un nuovo sistema di unità di misura. Ci sarebbero state sei unità di base. Queste erano il metro, il chilogrammo, il secondo, l'ampere, il grado Kelvin (poi ribattezzato kelvin) e il candela. Il nuovo sistema fu pubblicato nel 1960. L'11° CGPM lo chiamò il Sistema Internazionale di Unità. Il nome breve era "SI". Questo derivava dal nome francese, [Le Système international d'unités] errore: {{lang}}: il testo ha la marcatura in corsivo (aiuto). Il BIPM descriveva il SI come "il moderno sistema metrico decimale".

Dal 1960 il BIPM ha apportato diversi perfezionamenti al SI. Alcuni dei perfezionamenti includono lo sviluppo di nuovi modi di effettuare misurazioni di alta precisione. Altri perfezionamenti includono piccole modifiche ai dettagli delle definizioni.

Tempo di coordinamento

L'orologio atomico ha reso possibile un cronometraggio molto preciso. La terra sta rallentando. A il "tempo dei dinosauri" la terra ruotava una volta ogni 23 ore. Ora è possibile misurare le variazioni della rotazione terrestre causate da vulcani e tsunami. Questo viene fatto dal Servizio Internazionale di Rotazione della Terra (IERS). L'IERS propone dei secondi bisestili quando e come questi sono necessari. Nell'ambito della Convenzione del Metro, il BIPM ha il compito di coordinare oltre 200 orologi atomici in tutto il mondo. Questi orologi si trovano in 50 diversi laboratori nazionali.

Accordo di riconoscimento reciproco (ARR)

Molti strumenti di misura devono essere ricalibrati ad intervalli regolari. Questi dispositivi potrebbero essere pompe di benzina. Potrebbero essere bilance per la pesatura. Potrebbero essere apparecchiature mediche complesse come gli scanner per la risonanza magnetica. Un certificato viene rilasciato quando il dispositivo viene ricalibrato. Il dispositivo che viene utilizzato per effettuare la calibrazione deve essere calibrato. Questi dispositivi sono spesso ricalibrati in un laboratorio metrologico nazionale. Possono sorgere problemi legali se una calibrazione effettuata in un paese non è riconosciuta in un altro paese.