poniedziałek, 20 maj 2019 09:51

Światowy Dzień Metrologii

Napisał

20 maja obchodzimy Światowy Dzień Metrologii. W natłoku spraw nawet nie zauważamy, że na co dzień mamy do czynienia z różnymi przyrządami do pomiaru. Jeśli przykładowo łapie nas przeziębienie, to sięgamy po termometr, żeby sprawdzić czy nie mamy gorączki. W sklepie samoobsługowym niektóre produkty musimy położyć na wagę, żeby je zważyć a przy zakupie tkaniny ekspedientka odmierza odpowiednią ilość materiału. Zarówno termometr, waga jak i miara mertowa to właśnie przyrządy pomiarowe. Przy okazji tego święta warto zadać sobie pytanie, czym tak właściwie zajmuje się metrologia? Odpowiedź jest niezwykle prosta. To dziedzina nauki zajmująca się pomiarami oraz interpretacją uzyskanych wyników. Musimy sobie uzmysłowić, że  dawniej posługiwano się innymi jednostkami miary niż obecnie.

Już w starożytności pojawiały się problemy z jednostkami miary, ponieważ do mierzenia i ważenia podchodzono w różny sposób. Należało w końcu położyć temu kres, gdyż nawet dochodziło do sytuacji, że ta sama nazwa jednostki miary nie dla wszystkich oznaczała to samo. Duże imperia pokusiły się o ujednolicenie jednostek miary na swoim terenie. Trzeba przyznać, że to starożytnym wynalazcom zawdzięczamy podział doby na godziny, minuty i sekundy. Te jednostki czasu były rozpowszechnione niemalże wszędzie. 

Po zakończeniu rewolucji Francja przystąpiła do ujednolicenia jednostek miar i wag w całym kraju. Zgromadzenie Narodowe w 1790 roku chciało, żeby nową jednostką długości była długość wahadła sekundowego. Ta jednostka nie została jednak przyjęta, ponieważ Francuska Akademia Nauk ostro sprzeciwiła temu pomysłowi. Akademicy zaproponowali inną jednostkę miary a mianowicie metr, który miałby stanowić dziesięciomilionową część długości południka ziemskiego przebiegającego pomiędzy biegunem a równikiem. Oczywiście wskazano na południk przechodzący przez Paryż. Badania geodezyjne przeciągały się zbyt długo bo do 1799 roku. Zniecierpliwiony rząd francuski cztery lata wcześniej wprowadził prowizoryczny wzorzec metra, który został oparty o pomiary południka przeprowadzone przez Nicolas'a-Louis de Lacailla w 1740 roku. Okazało się, że nowe badania różniły się zaledwie o dwie dziesiętne promila od wcześniejszych badań. Dzięki temu prowizoryczny wzorzec metra został ostatecznie przyjęty jako obowiązujący. Przyjęto również, że wielokrotność i podwielokrotność tej jednostki będzie oparta na układzie dziesiętnym.

Metr posłużył także do wyznaczenia jednostki objętości i masy a za wzorzec jednostki masy przyjęto kilogram.

Jako ciekawostkę warto podać, że Francuzi po zakończeniu rewolucji byli tak rządni wszelkich zmian, że nawet nie oszczędzili kalendarza. Wprowadzili nowy, w którym rok składał się z 12 miesięcy po 30 dni oraz dodatkowych 5 dni świątecznych a do roku przestępnego dołożono jeszcze 1 dzień. Ustalono, że miesiąc będzie składał się z trzech dekad po dziesięć dni. Dobę podzielono na dziesięć godzin po 100 minut a każdą minutę na 100 sekund. Jednak ten kalendarza nie utrzymał się zbyt długo i od 1 stycznia 1806 roku nastąpił powrót do kalendarza gregoriańskiego. 

20 maja 1875 roku 17 państw podpisało Konwencję Metryczną (znowelizowaną w 1921 roku) zapewniającą jednolitość miar na całym świecie przez rozpowszechnianie i doskonalenie systemu metrycznego. Powołano również Międzynarodowe Biuro Miar i Wag. Do konwencji Polska przystąpiła 12 maja 1925 roku.

Trzeba również wiedzieć, że 8 lutego 1919 roku Józef Piłsudski podpisał jeden z pierwszych aktów prawnych odrodzonego państwa, czyli Dekret o miarach. Główny Urząd Miar powstał 1 kwietnia tego samego roku.

Należy także przypomnieć, że w technice pomiarowej najbardziej uniwersalnym przyrządem okazała się suwmiarka. Już w XVII wieku była używana. Francuski matematyk Pierre Vernier zajmował się udoskonalaniem suwmiarki i w 1631 roku wynalazł pomocniczą podziałkę pozwalającą na dokładniejszy odczyt na głównej podziałce kreskowej. Swój wynalazek nazwał noniuszem na cześć żyjącego w XVI wieku portugalskiego matematyka, kartografa, lekarza i astronoma Pedro Nunesa, który jako pierwszy wpadł na pomysł zwiększenia dokładności pomiaru właśnie na takiej zasadzie. Pierwszą suwmiarkę z noniuszem wykonano w Anglii w 1790 roku. Za pomocą współczesnych przyrządów pomiarowych z noniuszem można dokonywać pomiarów z dokładnością nawet do 0,02 mm.

Wszyscy dobrze wiemy, że termometr służy do mierzenia temperatury. Ale nie każdy zapewne wie, że przyrządy oparte na rozszerzalności cieszy pod wpływem ciepła tzw. termoskopy były znane od bardzo dawna bo od 210 roku przed naszą erą. Wynalazku tego prawdopodobnie dokonał Filon z Bizancjum. Pierwszy nowożytny termoskop został skonstruowany przez Galileusza w 1593 roku poprzez zmodyfikowanie pierwotnego przyrządu. Na początku XVII wieku z kolei termoskop Galileusza ulepszył toskański książę Ferdynand II. Trzeba dodać, że w 1709 roku Gdańszczanin  Daniel Gabriel Fahrenheit, inżynier pochodzenia niemieckiego, wynalazł termometr alkoholowy a pięć lat później termometr rtęciowy używany do czasów współczesnych prawie w niezmienionej postaci. To właśnie tego inżyniera uznano za właściwego wynalazcę termometru. Skala Fahrenheit'a była używana dawniej a obecnie stosowana jest skala wynaleziona w 1742 roku przez szwedzkiego astronoma Andersa Celsiusza. Angielski lekarz Thomas Clifford Allbutt w 1866 roku wynalazł medyczny termometr rtęciowy, który pozwolił na skrócenie czasu pomiaru temperatury z 20 do 5 minut. Za zasługi w dziedzinie medycyny został uhonorowany tytułem szlacheckim. W 2009 roku na mocy dyrektywy unijnej termometry rtęciowe zostały wycofane ze sprzedaży. Należy też wspomnieć o szklanym lekarskim termometrze cieczowym wypełnionym galinstanem, stopem metali, który został opatentowany. Ten termomert nie wymaga zasilania baterią, jest bezpieczny dla zdrowia i środowiska a przy tym tani.

Zapewne nie każdy wie, że japońscy naukowcy jako pierwsi na świecie wykonali mikroskopijny termometr działający na podobnej zasadzie co termometr rtęciowy. Jest on tak maleńki, że do odczytu wskazań należy użyć mikroskopu elektronowego.

Dzięki wynalażczości nietuzinkowych ludzi pochodzących z różnych stron świata powstała taka ilość przyrządów pomiarowych, że nie sposób o nich wszystkich wspomnieć.

Światowy Dzień Metrologii obchodzimy 20 maja od 2000 roku. To święto upamiętnia podpisanie Konwencji Metrycznej w 1875 roku. Obchody organizowane są przez Międzynarodowe Biuro Miar i Wag oraz Międzynarodową Organizacją Metrologii Prawnej. W uroczystościach biorą udział krajowe organizacje odpowiedzialne za metrologię z ponad 80 państw.

Czytany 366 razy Ostatnio zmieniany wtorek, 21 maj 2019 09:53