Hola, este año celebramos el 150 aniversario
de la Convención del Metro.
Los que hemos vivido siempre con el mismo metro en todo el mundo,
pues nos parece normal que tengamos el mismo metro,
pero hay que decir que esto no ha sido siempre así.
Antes de la Convención del Metro había muchísimas unidades.
Hay un libro que os dejaré en bibliografía donde veis
la cantina de unidades que había en España.
O sea, prácticamente cada región, cada zona tenía unidades distintas
y además, para más confusión, algunas hasta se llamaban igual.
Si hubiéramos seguido así, yo creo que el desarrollo de la industria,
la industrialización que vino después, el desarrollo científico,
el comercio, pues hubiera estado muy dificultado
por un simple hecho de unidades.
Vamos a hablar primero de los antecedentes del metro.
Yo me voy a referir en esta clase solamente a lo que es el metro.
Dentro de las cosas que se acordaron ahí voy a contar la historia
del metro.
Voy a contar los antecedentes del metro,
el primer metro que salió del Virgo Internacional de Pesas
y Medidas, dentro de la convención del metro.
Luego pasamos a hablar del metro basado en fenómenos muy estables,
en fenómenos naturales muy estables,
para pasar a la definición del metro del año 1986, que es,
con alguna variación pequeña, la vigente actualmente.
¿Cuáles fueron los antecedentes?
Los antecedentes del metro fueron los franceses,
de la convención del metro y del metro fueron los franceses.
Los franceses, justo después de la revolución francesa,
la revolución francesa fue en 1789,
como veis ahí, justo después de la revolución francesa
se dedicaron a buscar una unidad común,
una unidad común de medida.
A mí me ha sorprendido.
La primera vez que me enteré de que fue en el año 1791,
cuando empezaron ya a trabajar sobre eso,
me sorprendió que prácticamente en plena Revolución Francesa,
con lo que puede suponer la Revolución Francesa,
que se preocuparan del metro.
La solución me la dio Estefanía Mirandés en un artículo
que tenéis en las referencias, que es de Historia del Metro,
que os aconsejo que lo leáis.
De la siguiente forma, vamos a ver,
de acuerdo que estábamos en la Revolución Francesa.
Entonces, en esa Revolución Francesa se les ocurrió hacer
una especie de buzón de quejas.
Se llamaba de otra forma en francés,
pero perdonad que os diga, buzón de quejas.
Y en ese buzón de quejas este señor, Tyler Hunt, que era
una persona muy importante dentro de la revolución,
vio que había muchísimas quejas sobre el sistema de unidades.
Fijaros, ¿qué estaba pasando?
Bueno, estaba pasando que en la revolución francesa
uno de los problemas que tuvieron fue la carestía de la vida,
la escasez de alimentos, el hambre.
Y entonces eso lo aprovecharon muchos señores o muchos comerciantes
para aprovecharse del sistema de unidades
y obtener un beneficio por ello.
Imaginaros, si tú compras con esta unidad,
y vendes con esta unidad,
pues tienes un beneficio directamente de esto.
Pues eso es lo que está pasando.
Por lo tanto, había un cierto clamor popular
en que se unificara todo ello.
Bueno, pues la Asamblea propuso a la Constitución
de una comisión de sabios encargada de establecer
el nuevo sistema de unidades.
Esa comisión de sabios estaba formada por científicos muy ilustres
en aquella época, me viene a la memoria
Laplace, por ejemplo, que estaba en esa comisión,
y barajaron varias alternativas.
Una de ellas fue definir el metro
como la longitud de un péndulo que bate segundos.
Y eso podía ser un metro cuadrado.
Entonces, fijaros que un péndulo que bate segundos
es lo que podríamos llamar un fenómeno estable.
Definir el patrón como un fenómeno estable.
¿Cuál fue el problema?
Porque no era muy estable.
Porque depende de la gravedad.
Y de la gravedad depende de la altitud
y de la situación donde esté.
Con lo cual, pues hombre, en cada sitio
el metro sería distinto.
Eso no podía ser.
Entonces buscaron una cosa que en aquel momento
pensaron que era una constante universal, que es el cuadrante,
el meridiano terrestre.
Barajaron también la posibilidad del ecuador,
pero el ecuador, no todas las naciones
tienen ecuador, pero en cambio el meridiano sí.
Con lo cual decidieron definir el metro
como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre.
Entonces midieron el meridiano terrestre
con la mejor precisión que se podía en aquella época
y eso fue el metro.
Bueno, claro, eso lo puede hacer todos los países,
todos los países tenían acceso a ese metro.
Fijaros que para los franceses era muy importante ese carácter,
tenían una vocación de carácter universal de ese metro,
que todos pudieran tener ese metro.
De hecho la.
La frase que dijeron un metro para todos los tiempos
y para todos los hombres que es muy parecido a la frase que ahora
en el 150 aniversario ha sacado un internacional de pesas y medidas
pero vamos la idea es esa que se puede hacer
pero claro no lo vas a hacer cada vez que tienes que hacer
una unidad de longitud con lo cual hicieron un patrón
un patrón que es el que es el que veis en imagen a la izquierda
pues es un patrón de.
O sea, un patrón donde el metro está materializado entre dos cantos.
Es un patrón de platino, ese patrón tiene una incertidumbre del orden
de una parte en 10 elevado a 5,
es lo que veis ahí, es bastante preciso para la época
y con eso funcionaron en Francia.
También la imagen que tienen a la derecha
es que solo hicieron 16 reproducciones en edificios de París
para que todos tuvieran el mismo metro.
Por supuesto no lo he dicho, pero el metro va muy unido al kilo,
al final el metro el kilo es un decímetro cúbico
que es un litro a la temperatura de máxima densidad del agua,
eso es un kilo, la masa de esa unidad.
Entonces, bueno, pues esos son los metros
que repartieron por París, de los 16 que hubo quedan dos,
uno de ellos es esto, están ahí,
cerca de la entrada del Senado y en el Palacio de Justicia,
si vais a París, Si tenéis curiosidad,
pues los podéis ver.
Bueno, pero eso fue en Francia.
Decir que en España ese metro se adoptó en 1849
mediante una ley.
Pero bueno, no voy a hablar de España
porque tiene una conferencia magistral,
el profesor Miguel Ángel Sebastián, y tenéis ahí todos los datos.
Yo voy a hablar más del metro.
La convención del metro fue el 20 de mayo de 1875,
por eso este año se cumplen los 150 aniversarios.
Bueno, ahí he puesto una imagen que es
de Carlos Ibáñez de Ibero.
Este hombre fue fundamental en esta convención del metro.
De hecho,
este hombre fue el que preparó la convención del metro
y fue su presidente hasta 1891, de 1971 hasta 1890, 1891.
Fue el artífice de todo esto,
el impulsor de todo esto y fue un español.
España tiene una deuda con él,
creo que no lo hemos reconocido lo suficientemente.
A ver si aprovechamos este 50 aniversario para realmente
sentirnos más orgullosos de este español.
Bueno, en esa convención del Metro se crean estas tres organizaciones.
La Conferencia General de Pesas y Medidas,
el Comité Internacional de Pesas y Medidas
y la Oficina Internacional de Pesas y Medidas.
¿Qué es cada uno?
La Oficina Internacional de Pesas y Medidas son los que trabajan,
los que hacen intercomparaciones, los que tienen unos laboratorios.
El Comité Internacional de Pesas y Medidas son los que determinan
qué es lo que tiene que hacer la Oficina Internacional
y la Conferencia General de Pesas y Medidas
son los que recogen los frutos.
Cerran una vez cada cuatro años
y recogen los frutos de lo que se ha trabajado en esa época
y se toman decisiones.
Bueno, pues esta es la Convención del Metro
y una de las cosas que había que hacer en la Convención del Metro
es un nuevo metro.
Bueno, pues el nuevo metro
que se les ocurrió fue este que veis a la derecha arriba.
Ese es el perfil que tiene el metro nuevo.
Entonces, ¿qué es lo que se pretendió con ese nuevo metro?
Pues corregir los errores que se habían cometido
con el metro de platino.
¿Qué errores eran?
Pues primero el platino no es suficientemente duro,
con lo cual.
El platino que tenían, el prototipo que os he enseñado antes,
tenía rayas y se veían irregularidades.
Todo eso está recogido de una forma muy entretenida
en un libro de memorias que publicó Carlos Ibáñez de Ibero
y que lo tenéis en la bibliografía.
Se ha publicado entre el Centro Español de Metrología
y el Instituto de la Ingeniería de España
y se tiene acceso al PDF de forma gratuita.
Que les guste ese tipo de cosas un poco noveladas, técnicas,
pues es entretenido leerlo.
Bueno, pues esa forma rara
que tiene de X asimétrica, fijaros qué genialidad,
es para que el lado visible,
donde se toman las medidas, no tenga flecha,
o sea, sea la línea neutra.
Siempre que soportes el metro en los dos puntos
que te recomiendan, los dos puntos de Brescia,
que se llaman.
Bueno, pues entonces ya veis que ha cambiado,
ya no es un patrón de extremos, sino es un patrón de trazos,
donde tienen unos trazos y el metro es entre esos dos trazos.
Bueno, pues con esa forma, esa forma se debe a un científico francés
que es Tresca, Tresca está grabado en la Torre Eiffel,
es uno de los nombres que ha grabado,
Tresca no solamente hizo esto,
que para mí es una genialidad, sino que además tiene criterios,
en el criterio de Tresca lo hemos estudiado los ingenieros,
es un criterio de influencia de fuerzas tangenciales.
Bueno, pues este es lo que es el metro,
cómo es su forma, y la foto que tenéis abajo,
eso es una foto que hice yo, que es el prototipo que nos tocó,
uno de los prototipos que nos tocó a España.
Ese prototipo está en el Centro de Metrología,
en una sala de exposiciones,
pero muy celosamente guardado, bajo llave y tal,
por lo que pueda pasar, ¿no?
Pero este, ese,
y se construyó ese metro, Se construyeron 30 prototipos
que se repartieron entre los 17 países firmantes
de la convención.
Ya veis que la incertidumbre es más baja,
estamos hablando de 10 elevado a menos 7, que es una parte en 10
elevado a 7, son muchos ceros.
Con esto estuvimos viviendo bastante tiempo,
pero empezaron a surgir algunos problemillas.
Bueno, aquí cuenta lo que contaba antes,
el diseño sería de Henry III.
Hubo otra definición un poquito más formal en 1927,
pero era el mismo objeto,
o sea, era el mismo metro.
Lo que pasa es que esa definición de 1927 precisaba un poquito mejor
dónde colocarlo, dónde soportarlo y tal.
Pero el problema que tenía este metro es que, claro, como podéis imaginar,
la diseminación de la unidad de longitud era bastante pesada.
Tenías que coger el metro Patón de París,
compararlo con el tuyo, todo eso está muy resguardado,
por supuesto, evita que a alguien se le caiga
o que haya un accidente o cualquier cosa que pueda originar
que ese metro se pierda, que sería una tragedia.
Entonces, en 1960 se buscó un patrón que fuera más fácil
de diseminar y más preciso.
Con lo cual se recurrió a lo que es,
se volvió a recurrir a un fenómeno físico muy estable.
¿Os acordáis que hemos empezado hablando del péndulo
que va de segundo?
Eso es un fenómeno físico, pero no suficientemente estable.
Entonces, el fenómeno físico más estable de 1960
era lo que se llama lámparas espectrales,
que son unas lámparas monocromáticas que tienen la posibilidad
de hacer interferencias entre ellas.
Y eso en aquella época era lo último en precisión.
Entonces, con esas interferencias,
esas interferencias son proporcionales a longitud de onda
y con eso se puede conseguir una precisión bastante alta.
Bueno, pues aquí lo tenemos.
Esto se hizo en 1960,
en la undécima conferencia general de pesas y medidas,
y se define el metro como se ve ahí,
como la radiación naranja del clípton,
con estos son los valores de n, el número de longitudes de onda
y el valor de la longitud de onda, es anecdótico,
pero ya estamos hablando de incertidumbres del orden de IDC
va a menos 8.
Entonces, bueno, pues esto está mejor, ¿no?
Bueno, el problema es que no era nada cómodo.
Yo he tenido la suerte de poder medir con él
y se ve muy mal.
Tienes que partir de un bloque
patrón ya muy preciso para poder hacer las determinaciones.
Tiene que estar todo en una sala perfectamente aclimatizada.
En fin, es engorroso de medir.
Ahora tiene la ventaja
de que cualquiera puede tener un metro en su país o.
Iba a decir en su casa, pero vamos, o en su laboratorio,
simplemente te construyes tu lámpara espectral,
te construyes tu sistema para hacer interferencias,
como viene ahí, y con eso puedes materializar tú mismo el metro,
que eso es una gran ventaja.
Pero empezaron a pasar cosas.
¿Qué cosas pasaron?
Bueno, pues fíjate,
justo el año que se cambia la definición del metro,
nace el que iba a ser su sucesor.
Meinmann desarrolló su primer láser.
El láser fue lo que puso en cuestión el metro de la lámpara de Kripton.
Bueno, no solamente este láser de Meyman,
sino que ya a principios de la década de los 70,
esos láseres, además del.
De la propia coherencia que tiene el láser, que no lo he dicho,
el láser tiene la característica de que es una luz mucho más coherente
que cualquier lámpara espectral, con lo cual,
para lo que nosotros estamos buscando es muchísimo mejor.
Y luego además tiene otra ventaja, que es
que tiene muchísima intensidad, con lo cual eso que he dicho,
que se ve fatal y tal,
pues no es verdad.
Con un láser se ve muy bien,
incluso los diodos lo leen perfectamente,
con lo cual puedes hacer medidas bastante automáticas, ¿no?
Bueno, pues eso fue lo que pasó en 1970.
Además de la propia estabilidad que tiene un láser,
pues se desarrollaron láseres estabilizados
por medio de una cedulita de saturación que lo que hace
es atrapa las frecuencias que a ti no te interesan.
Con esos láseres puedes llegar a precisión de 10
elevada a menos 11.
Entonces dices, bueno, ahora tenemos técnicamente un patrón mejor.
Que la lámpara de Cripton,
pero vamos a olvidarnos de la lámpara de Cripton,
pero es que además hubo una razón más que figura ahí abajo,
pues que se está midiendo la velocidad de la luz.
La velocidad de la luz se puede medir también como una longitud de onda
por una frecuencia.
Una onda electromagnética
va a la velocidad de la luz en el vacío,
pues se puede medir así.
Ahora, la frecuencia la puedes medir directamente comparándola
con el segundo, pero es que el segundo es muy preciso,
estamos hablando de 10 a la menos 13 en aquella época.
Pero la longitud de onda la medías comparándolo con el metro.
Entonces se dieron cuenta
que la propia imprecisión del metro patrón
nos estaba limitando la comprobación de una constante universal.
Y eso no es deseable.
Entonces había el riesgo de que la gente
empezara a trabajar con láser.
Entonces lo que se hizo fue cambiar la definición por esta.
Bueno, podíais haber estado pensando
que cogieron el láser estabilizado en yodo,
pues no.
Hicieron una cosa bastante mejor, que es
definir el metro como la distancia recorrida
por la luz en el vacío en 1 partido por c, en segundos,
donde c es la mejor medida de la velocidad de la luz.
Bueno, pues.
¿Con esto qué supone?
Supone que una constante,
que sabíamos que era una constante universal,
la hacemos constante.
Decimos, tiene este valor.
¿Qué valor le asignamos?
El mejor que hayamos podido medir hasta la fecha.
Y con este valor calculamos el metro.
La distancia que recorre esa luz en esa fracción de segundo,
eso es un metro.
Y la ventaja que tiene esta definición
es que esta definición no se va a quedar antigua,
porque ya no depende del fenómeno físico.
O sea, hemos pasado del fenómeno físico estable
a una constante universal.
Definimos la luz como una constante universal.
Dentro de las recomendaciones de esa definición,
¿cómo se hace esto?
Hablaba de los láseres de helión-neón estabilizados.
La precisión,
la que hemos dicho antes, de orden de 10
elevado a menos 11.
Ese dibujo que veis ahí es un láser estabilizado en frecuencia con yodo
desarrollado por el Centro de Metrología de México.
Bueno, pues aquello de verdad que fue un acierto,
porque es que además, ¿qué pasó?
Bueno, pues que en el año 2000
el estadounidense John Hall y el alemán Theodor Hans
desarrollaron lo que se llamaba un peine de frecuencias,
que consiste en pasar la luz.
Las frecuencias de 473 terahercios,
o sea, visible, laser, neon, al reloj de cesio,
con lo cual podías medir directamente el metro.
Con referencia al reloj de cesio, que hemos dicho
que tiene una incertidumbre muchísimo más baja.
Luego podemos estar hablando ya del orden de 10
elevado a menos 13 o 10 elevado a menos 14,
como pone ahí.
La forma de un peine de frecuencias es esto que veis, ¿no?
Esto es una.
Mesa óptica con una serie de láseres entrelazados
y que se van sumando y restando las frecuencias
para llegar del Helion Neon hasta lo que es el cesio
de los 473 terahercios a 9 gigahercios
por esto le dieron el premio Noven en el 2005 Bueno,
las conclusiones para ya finalizar.
Es que la definición del metro va a durar mucho tiempo.
Los que hemos nacido antes del 60 hemos tenido la característica
de que hemos vivido tres definiciones del metro.
La del platino iridio, la del cripton y ahora la de la velocidad
de la luz.
Los que hayáis nacido después del 83 me da que vais a vivir
con la misma definición durante toda vuestra vida.
La precisión del metro actual no tiene techo.
Si realmente la luz es una constante universal,
eso ya está súper comprobado, pues se medirá como mejor.
Ahora estamos hablando de 10 menos 14,
pero ya se está leyendo que en el 2032 ya piensan cambiar
el segundo.
Si el segundo es más preciso,
pues el metro también va a ser más preciso.
No tiene techo.
Y luego no voy a desarrollar esto,
pero esa idea de cambiar un prototipo por una constante universal
también se ha tomado en base de alquilo,
pero eso es para otra clase.
Aquí tenéis la bibliografía que he comentado antes.
Yo he tenido las unidades antiguas, la tesis de Emilio Prieto,
el libro de Carlos Ibáñez de Ibero,
bueno, hacéis una captura y la tenéis.
Y estos son los enlaces web que os recomiendo.
Y por último, tenéis ahí mi correo de la UNED,
que me encantaría que me pasarais cualquier duda
o, sobre todo, más divertido,
cualquier comentario.
¿Qué os ha parecido todo esto?
¿Qué os ha parecido que el metro sea ahora una constante universal?
Muchas gracias por todo.