Fisika-Kimika»Fisika - Kimika

Neurri fisikoak

Neurriak

Telegrafiazko lehenengo kablea Atlantikoan ezartzeko prestalanen ardura zuen enpresak ingeniari gazte bat kontratatu zuen aholkulari gisa, William Thomson (1824-1907). Thomsonek neurketa elektriko zehatzak egin behar izan zituen zeregin horretan sortu ziren arazo batzuk konpontzeko. Oso tresna zehatzak erabili zituen maiz, berak asmatuak asko eta asko. Baina hala eta guztiz ere enpresak ez zizkion kontuan hartu aholkuak, nahiz haren esperimentuetan oinarrituak ziren, ez baitzituzten ez garbi ulertzen ez onartzen Thomsonek oinarritzat hartuak zituen printzipioak. Egitasmo hura aurrera eramateak ekarri zituen porrotak eta hutsegiteak zirela eta, enpresa hark Thompsonen iritziak aintzat hartu zituen azkenik. Eta horri eskerkable ezartze hura arrakastaz burutu zen 1858an. 1 Aurreneko saio horrek iradokiak dirateke agian Thomsonen hitz maiz aipatu hauek: «Sarri esaten dut norbaitek neurtu badezake, eta zenbaki bidez adierazi orobat, aipatzen ari den hura, orduan badakiela halakoak gai horretaz zerbait; baina neurtu duen hori zenbaki bidez adierazteko gauza ez dena eskas dabil jakinduriaz, eta haren jakintza maila ez da batere onargarria izango; jakinduriaren hastapena izan daiteke hori, baina hala dabilena ez da pentsamenduz zientziaren mailaraino ia aurreratu, edozein dela ere lantzen ari den gaia».

Beste jakintsu batzuek ukatu egiten badute ere zehatz neur daitezkeen gaiak baizik ez landu behar hori, inork ez du ukatuko neurrien zehaztasunak garrantzi handia duela zientzian. Zientziaren historian maiz gertatu izan da teoriaren eta neurri zehatzen artean desadostasun txikiak baina adierazgarriek izateak teoria berri eta orokorragoak sorrarazi izana. Desadostasun txiki horiez ez zen agian inor ohartuko, ikerlariek gertaeren nolakotasunaren azalpen hutsa askietsi izan ez balute.

Magnitude fisikoak, ereduak eta unitateak

Magnitude fisikoak dira fisikaren hatsapenak edo osagai nagusiak, eta haien arabera adierazten dira fisikaren legeak. Magnitude horien artean daude indarra, denbora, lastertasuna, dentsitatea, tenperatura, karga, magnetizatzeko gaitasuna eta beste asko. Hitz horietako asko, indarra eta tenperatura adibidez, gure eguneroko hizkerakoak dira. Hitz horiek esanahi lauso edo zientziaren alorrean dutenaren oso bestelakoak izaten dituzte, hizkera arruntean erabiltzen direnean.

Fisika behar bezala aztertzeko, argi eta garbi definitu behar dira oinarri-oinarrizko magnitudeak. Gaur egun bada irizpide orokor bat: magnitude fisiko jakin bat neurtzeko prozedurak erabakitzeak definitzen du magnitude fisiko hori. Irizpide horri eragiketa ikuspegia esaten zaio, definizio hori, azken batean, laboratorioko eragiketak baitira, eta azkenean unitate bat duten zenbakiak ematen dituzte. Eragiketa horiek aritmetika edo algebra kalkuluak hartzen dituzte, besteak beste, bere baitan.

Batzuetan magnitude fisikoak oinarrizko magnitudeetan eta magnitude eratorrietan banatzen dira. Magnitudeen banaketa hori arbitrarioa da, eragiketa multzo jakin batean edozein magnitude oinarrizkoa izan baitaiteke, eta magnitude hori bera eratorria izan baitaiteke beste eragiketa multzo batean.

Magnitude eratorriak esaten zaie definiziozko eragiketak beste magnitude fisiko batzuen erabileran oinarrituak dauzkaten eragiketei. Magnitude eratorritzat hartzen dira, adibidez, lastertasuna, azelerazioa eta bolumena.

Oinarrizko magnitudeak ez dira beste magnitude fisikoen arabera definitzen. Oinarrizkotzat hartzen diren magnitudeen zenbatekoa fisikako magnitude guztiak koherentziaz eta anbiguotasunik gabe deskribatzeko behar den gutxieneko zenbatekoa da. Luzera eta denbora oinarrizko magnitudetzat hartzen dira, adibidez. Horien eragiketak bi urratsetan definitzen dira: lehenik eredu bat aukeratzen da, eta, bigarrenik, eredu horren multiploak edo azpimultiploak ateratzeko metodoak aukeratzen dira, magnitude horren unitateak ateratzeko metodoak, alegia. Eredua aukeratu eta unitateak definitu diren orduko, konpara daiteke magnitude jakin bat ereduarekin, zenbaki bat eta unitate bat magnitude horren neurritzat hartu ahal izateko moduan.

Eredu idealak bi ezaugarri nagusi ditu: eskuragarri izatea eta aldakor ez izatea. Askotan bi baldintza horiek bateraezinak izaten dira eta egokiena hartu behar izaten da bien artean. Historian zehar garrantzi gehiago eman izan zaio eskuragarria izateari, baina neurriaren teknikak hobetu diren ahala, gero eta premia handiagoa izan da ereduak gero eta ezin aldatuzkoagoak izateko. Adibidez, unitate ezagunenak -yarda, oina eta hatza- giza besotik, oinetik eta erpurutik sortuak dira. Gaur egun ordea luzera neurri badaezpadako horiek ez dira onargarriak, eta askoz gutxiago aldatuko den eredu bat erabili beharra dago, eskuragarritasunaren kaltetan baldin bada ere.

Demagun luzera eredu bat aukeratu dugula eta luzera neurriak definitu ditugula. Barra bat zentimetro esaten zaion luzera neurriarekin zuzenean konparatzen denean, barra hori zentimetro bat baino hamabi bider luzeagoa baldin bada, hamabi zentimetro luze dela esaten da.

Hala ere, kontuan hartu beharra dago magnitudeak askotan ezin izaten direla horren zuzen neurtu. Horrelakoetan zeharkako metodo bat behar izaten da: eragiketa egiteko metodo korapilatsuak dago erabili beharra. Hipotesi jakin batzuk egiten dira zeharkako neurri baten emaitzak eragiketa zuzenarekin erlazionatzeko. Adibidez, demagun koheteak jaurtikitzeko base batetik Ilargiaren gainaldera une jakin batean zer distantzia dagoen nahi dela jakin. Distantzia hori definitzeko zeharkako metodoa base horretatik radar seinale bat igortzea da; Ilargiaren gainaldeak seinale hori islatu eta seinalea igorri duen tokiko hartzaile batera itzuliko du. Seinale hori igorri eta hartu bitarteko denbora neurtuz gero, eta radarraren seinalearen lastertasuna ezagutuz gero, distantzia hori zein den era honetara jakin daiteke: lastertasuna eta bitarte horren erdia biderkatuz.
Seinale horren lastertasuna konstantetzat ematen dugu eta orobat ematen dugu seinalea zuzen igorritzat. Lastertasuna esperimentu osagarri batez neurtu behar da; eragiketa egiteko luzeraren eredua erabiltzen da esperimentu horretan.

Distantzia astronomikoak, izarren eta Lurraren artekoa adibidez, ezin dira zuzenean neurtu. Izar batzuk triangeluzko neurriak egiteko bezain gertu daude gugandik; neurri horiek hartzeko, izar batek askoz urrunago dauden beste izarrei buruz duen posizioari erreparatu behar zaio sei hilabetero, Lurra bere orbitako puntu batetik kontrako muturrean dagoen beste puntu batera mugitu denean hain zuzen. Hartu diren datu horiek erabiliz, eta trigonometria bidez kalkulatuz, jakin ahal izango da distantzia hori zein den.

Distantzia handiak neurtzeko –astronomiazkoak adibidez–, zeharkako metodoak erabili diren bezala, zeharkako metodoa erabili behar da oso distantzia txikiak neurtzeko ere –atomo eta molekula barnekoak adibidez–.

Erreferentzia sistemak

Bi printzipio nagusi ditu bere baitan «mugimendu» ideiak: egongunea edo egonlekua, batetik, eta denbora, bestetik. Puntu baten egongunea zehazteko, puntu horren eta hiru plano —edozein— elkarzuten artean dagoen distantzia zehaztu behar da; hiru plano horiek erreferentzia sistema bat osatzen dute. Izan ere, erreferentzia sistema baten arabera zehaztu behar baita beti puntu baten kokalekua; puntu baten egongune «absolutua» denik esateak ez du zentzurik. Horrek zentzua izateko, itxuraz abantaila oinarrizko eta bakar bat lukeen erreferentzia sistema «absolutu» bat bereizi beharko lukete, izan daitezkeen erreferentzia sistema guztietatik, diren behatzaile guztiek. Erreferentzia sistema finko hori Lurra zela uste izan zen garai batean. Gero, baina, uste hura uste ustela zela ikusi zen. Ez dugu inguratzen gaituen unibertsoan halako erreferentzia sistema«absolutua» aurkitu oraindik. Gauza bertsua esan daiteke bi ger - taeren arteko denbora bitartea —puntu batetik beste batera joateko zatiki batek behar duen denbora, adibidez— zehazteari buruz. Hala ere, behin erreferentzia sistema bat aukeratuta, egongonuea eta denbora zehaztu daitezke haren arabera.

Eman dezagun erreferentzia sistema jakin bat hartuta egingo direla behaketak. Lurra bera izango da sarritan erreferentzia sistema hori, baina, beste edozein delarik ere, beti adierazi behar da zein den. Erreferentzia sistemak lege edo neurri fisikoetan —hala nola, distantzian eta denboran— nola eragiten duen aztertzea da, hain zuzen, erlatibitate teoriaren helburu nagusia.

Luzera eta denbora ereduei eta unitateei buruz arituko gara hurrengo artikuluetan. Aurrerago, mugimendua xeheago aztertzen duen atalean (3. atala) konbinatuko dira ideia horiek.

Luzera

Luzeraren nazioarteko patroi edo eredua erregela bat da, platino eta iridio nahasturazko erregela bat, metro eredua deitua, Pisu eta Neurrien Nazioarteko Bulegoan gordea, Paris ondoan. Erregela horretako mutur banatan, urrezko atal batzuetan grabaturik dauden bi marren arteko distantziari esaten zaio, berriz, metro, erregela 0 °C-tan dagoenean. Distantzia horren ehunena zentimetroa da. Erregela hori da lehenengo luzera eredua. Eredua eskuraezina denez, haren kopiak egin dira: bigarren ereduak. Erabili ohi diren erregelak bigarren eredu horren arabera eginak dira.

Paristik igarotzen den meridianoan zehar lurburutik ekuatorera dagoen distantziaren zati jakin bat hitzartzeko ahaleginean atera zen metroa. Geroago, ordea, eredu orijinala aukeratu ondoren, metro ereduak duen eta ustez izan behar zuen luzearen artean gorabehera txiki bat dagoela (%0,023) ikusi zen, zehaztasun handiz egindako neurtze batzuei esker.

Orain dela urte batzuk zehaztasun handiz neurtu ahal izan zen erregela ereduan egindako bi marren arteko distantzia kriptoiaren isotopo garbi baten atomoek (86-kriptoia), deskarga elektriko baten eraginpean, igortzen duten argi laranjaren uhin luzerean bidez. 86-kriptoiaren atomoak edozein lekutan eduki daitezke eta darion argi laranja edozein laboratorioan lor daiteke. Beraz, argi horren uhin luzera oso eredu eskuragarria da. Gainera, kriptoiaren (isotopo jakin baten) atomo guztiak berdin-berdinak direnez, erabiltzen den argiaren uhin luzera ez da aldatzen batere. Uhin luzera aldagabehori du berezi 86-kriptoiak; denborarekin ere aldagabe irauten du. Hala beraz, aurrerantzean, uhin luzera hori hartuko da luzera eredutzat. Eta horren arabera, uhin luzera horren 1.650.763,73 halakotzat definituko da metroa. Izan ere, gaur egun, argi uhinen bidez egiten dira luzera zehatz-zehatzeko neurtze guztiak.

86-kriptoiaren argi laranjaren uhin luzera da luzera neurrietarako erabili ohi diren uhin luzera guztietan zehatzena. Laboratorioko neurketa arruntetarako lanpara espektroskopiokoak erabiltzen dira, merkurio isotopo garbi bat (198-merkurioa) baitute. 198-merkurioa urrea erreaktore nuklearretan eraldatuz lortzen da. Lanpara horrek igortzen duen argi berdeaz egiten dira luzera neurriak; oso-oso neurtze zehatzak egin daitezke horrela, mila miloitan zati baten gorabehera besterik ez dutenak, hau da, metro ereduarekin egin daitezkeenak baino 100 aldiz zehatzagoak.

Yarda, berriz, eredu fisiko bat bezala definitu zen hasieran, metroa bezala; gaur egun, ordea, honela definitzen da, legearen arabera, hizkuntza ingelesa duten herrialdeetan:

yarda 1 = 0.9144 metro

Eredu fisiko bera erabiltzen da, beraz, yarda, metro eta zentimetroa zehazteko.

Denbora

Zenbatze prozesu bat da funtsean denbora neurtzea. Aldian behin gertatzen den gertaera bat, edozein, erabil daiteke denbora neurri gisa; gertaera hori zenbat aldiz errepikatzen den zenbatzea da denbora neurtzea. Izadian diren gisa horretako gertaeren artean, Lurrak bere ardatzaren inguruan duen higidura (errotazioa) hartu dugu guk. Mugimendu hori, izarren eta Eguzkiaren itxurazko mugimenduan islatzean, oso eredu erabilgarria da.

Orain dela gutxi arte batez besteko eguzki segundua erabili da gauza guztietarako, eta hura da oraindik ere dagoen legezko eredu bakarra: batez besteko eguzki egunaren 86.400ena. Batez besteko eguzkia toki jakin bateko meridianotik igarotzen denetik hurrengo aldiz igarotzen den arte dagoen bitarteari esate zaio batez besteko eguzki eguna. Lurrak eguzkiaren inguruan egiten duen higiduran (translazioa) lastertasuna ez baita beti berdina, gorabeheratxoren bat izaten du eguzki egunak urtean zehar. Urte oso batean hartutako batez bestekoari esaten zaio batez besteko eguzki eguna. Izar finko bat behatokia dagoen meridianotik igarotzen denetik hurrengo aldiz igarotzen den arte dagoen denbora da, azken batean, neur - tzen dena (argizagi eguna ere esaten zaio). Argizagi egunaren eta batez besteko eguzki egunaren artean dagoen erlazioa zehatz-mehatz kalkulatzea badagoenez, izarrak nola igarotzen diren behatuz zehazten da, hain zuzen ere, batez besteko eguzki segundua.

Hodeirik gabe, argizagiak agerian daudela baizik ezin da Lurraren errotazioa behatu. Erloju mekaniko on bat behar da, beraz, behaketa artean ordua eramateko. Kuartzo kristalezko erlojuak erabiltzen dira horretarako, elektrizitatez eragindako dardaraldi mekanikoen bidez ibiltzen direnak. Horrelako erloju hoberenak urte oso batean zehar eraman du batez besteko eguzki denbora, eta ez du 0.02 segunduko gorabehera besterik izan.

Garai bateko eguzki eklipseak zer ordutan gertatu izango ziren batez besteko eguzki erloju batek ematen dituen bitarteen arabera kalakulatzen denean, gorabeheraren bat izaten da beti eklipsea gertatu zen orduarekiko. Zenbat eta antzinago gertatu elkipsea orduan eta handiagoa gorabehera. Lurraren errotazio mugimendua translazio mugimenduarekin alderatu behar da eklipsea noiz gertatu zen kalkulatzeko. Eta hala, Lurraren orbita mugimenduaren arabera ibiltzen den erloju bat aurrerago eta aldenduago izango da Lurraren errotazioaren arabera ibiltzen den batez besteko eguzkierloju batetik. Lurraren errotazio higidurak duen gorabeheragatik da hori horrela; higidura orbitalari buruz, beraz, 10 8 -tan zati batekoa da gorabehera hori, hau da, segundu batekoa zenbait urtetan.

Eguzki sistemako higidurei dagokienez, zehaztasunez ikus daitezkeelako erloju gisa erabil daitezkeen artean, aipagarriak dira: Lurraren errotazioa bere ardatzaren inguruan, Lurraren higidura Eguzkiaren inguruan, Ilargiaren higidura Lurraren inguruan, Merkurioren eta Artizarraren higidura Eguzkiaren inguruan, eta Jupiterren lau ilargi handien higidura planeta horren inguruan. Bederatzi erloju horietarik bada bat —Lurraren errotazioa bere ardatzaren inguruan— besteekin bat ez datorrena. Hala beraz, hainbat eta hainbat behaketatan berretsi den bezala, Lurraren errotazioa luzatuz doa, mailaz-maila, halako proportzioan ezen eguna segundu milaren bat luzatzen baita urteko; eta atzerapen hori, pilatuaren pilatuz, zenbait ordutakoa izan daiteke hogei menderen buruan. Horra zergatik ez ziren garai bateko eguzki eklipseak zer ordutan gertatu ziren jakiteko egindako kalkuluak oso zehatzak. Ezaguna da atzerapen horren arrazoia: uraren eta lurraren arteko marruskatzea, itsasaldiek eragina. Gainera, Lurraren errotazioa ere ez da guztiz erregularra. Baina, atzeratze horretan, izan daiteke bestelako eragilerik ere: haizea, aldioro errepikatzen; lurburuetako izotzaren urtzea; lur masen mugimenduak. Argi dago, beraz, Lurra ez dela erloju ideal bat. Eta horrenbestez, astronomoek erabilia dute beste oinarrizko denbora eredu bat zenbait ikerketa berezitan: Lurrak Eguzkiaren inguruan duen biratze periodoa. Izan ere, 1955eko irailean, Dublinen, Nazioarteko Astronomia Batasunaren Batzar Nagusiak denbora eredu berria, mugimendu horretan oinarritua, onartzea erabaki zuen. Erakunde horrek hartu zituen erabakietan azaltzen da nola erlazionatu batez besteko eguzki segundua denbora eredu berri horrekin.

• Denbora eredu berri bat lortuko da laster, azken aldian erloju atomikoetan egin den aurrerapenari esker. Dardaraldi atomikoak beste denbora eredu baten elementu nagusi gisa erabiltzeko aukera dagoela erakutsi dute fisikari atomokikoek. Amoniako gasa elektrizitatez kitzikatu ondoren, haren molekulen dardaraldiak zenbatu daitezke, adibidez. Amoniakoaren molekulak piramide baten itxura du: hiru hidrogeno atomo oinarrian, eta nitrogeno atomo bat

• a) Irudia. Amoniako atomozko erlojua. Amoniako molekulak piramide baten itxura du: hidrogeno atomoek (3) oinarria osatzen dute, triangelu formakoa; nitrogeno atomoak (1) berriz, triangeluaren erpina.

• b) Irudia. Amoniakoaren absortzio kurba osziloskopio batean hartua. Gas horretan zehar igorritako irrati uhinen izpi batek emandako potentzia erakusten du kurbak. Maiztasuna ardatz horizontalaren arabera aldatzen da. Erresonantzia maiztasunean uhinaren parterik handiena xurgatu egiten dela erakusten du, kurban, haranak. Muturreko maiztasunek mugatzen dute, erresonantzia eremuan, amoniakozko erlojuen zehaztasuna; muturreko maiztasunak haranaren zabaltasunaren araberakoak dira.

erpinean (ikus irudia). Molekula hori euritako bat bezala jar daiteke azpikoz gainera, halako moduan ezen kontrako aldera begira geratzen baita molekula. Gainazpikatze hori berez gertatzen da, eta aldi jakin batean behin (bitarte erregularretan, beraz), 24 mila milioi aldiz segundu bakoitzean, gutxi gora-behera. Amoniako molekula bakartu bat denbora unitate batean gain-azpi zenbat aldiz jartzen den (zenbat dardaraldi egin dituen segunduko), nitrogeno eta hidrogeno atomoen baitan dago. Maiztasuna ezin da aldatu, ezin baita aldaketa txikirik gertatu molekularen barruan. Baldin molekula bati egin dakiokeen aldaketarik txikiena egiten bazaio —elektroi bat kendu, adibidez—, hondatu egiten da ia, erabat aldatzen da. Lurraren errotazioarekin ez da halakorik gertatzen, alderantziz baizik, aldaketa txiki pila gerta baitakizkioke. Leku batean edo bestean prestatu, amoniako molekulak ezaugarri fisiko berberak ditu, eta, noski, oso erraza da eskuratzen. Amoniako molekula, beraz, ezin egokiago da eredu erloju baterako.

Kontua zera da baina, molekula horrek erloju bateko orratzak ibilaraztea nola lortu. Maiztasun handiko teknika elektronikoei esker, adibidez, zirkuitu elektronikoen oszilazioak mugimendu molekularrekin sinkronizatzea, eta orobat mugimendu horiek oszilazioak kontrolatzea, lortu zen XX. mendearen erdialdean (ikus irudia). Erloju arrunt bat ere kontrola daiteke zirkuitu elektroniko horien bidez (ikus irudia). Gaur egun erabiltzen diren amoniako atomozko erlojuak kuartzo kristalezkoak baino hobeak dira dagoeneko. Maiztasun hori zehatz-mehatz erregula daiteke mila milioitan 2 zatitaraino.

Bada beste erloju atomiko mota bat ere, zesio atomoen portaera magnetikoak erregulatzen duena. Atomoari eragiten zaizkion indar magnetikoen bidez erregulatzen dira dardaraldiak erloju horretan. Zesio atomoak sortan bilduta daude; amoniako atomozko erloju baten molekulek ez bezala, ezin dute elkar jo libreki. Horrenbestez, 10.000 milioi zatitatik batena baino zehaztasun handiagoz (segundu bat 300 urtean) neur daiteke maiztasuna harekin; Lurraren errotazioaren arabera dabilen erloju batekin baino 400 aldiz zehatzago, beraz.

Behin maiztasunaren eredu atomiko baten maiztasuna zehaztu ondoren, denbora eredu berri gisa erabil daiteke delako eredu atomiko hori. Argi dago, beraz, eredu atomikoak erabiltzeko joera, bai luzera bai denbora neurtzeko.

Interes zientifiko handiko gertaerak, hala nola Lurraren errotazioaren aldaketak, aztertu ahal izango dira erloju atomikoekin, orobat erlatibitatearen teoria egiaztatu ahal izango da, eta hobekuntzak egin itsasketan, besteak beste.

• a) Irudia. 1949an, Washingtongo National Bureau of Standars-en bukatu zen lehenengo amoniako atomozko erlojua. Amoniako gasa daukan uhin gida ikusten da erloju elektrikoaren esferaren inguruan; erlojuaren azpian, berriz, kristalezko oszilatzailea eta beste zirkuitu elektronikoak

Zer da banako edo unitate sistema bat?

Fisikan bai legeetan bai definizioetan magnitude multzoek –multzo handiak, normalean– elkarrekiko dituzten lotura matematikoak azaltzen dira. Horrexegatik, hain zuzen, aukera daitezke magnitude horien artean oinarri-oinarrizko batzuk –gutxi baina aski– gainerako magnitude guztiak multzo horretako magnitude baten edo batzuen arabera definitu ahal daitezen.

Elkarrekin lotura duten magnitude gutxi horiei oinarrizko magnitude deitzen zaie; oinarrizko magnitude horien arabera defini daitezkeen gainerako magnitudeei, berriz, magnitude eratorri esaten zaie.

Oinarrizko magnitudeen multzo txiki hori aukeratu, eta dagozkion magnitudeen elkarrekiko erlazioak definituta daudenean Banako Sistema bat antolatzen da.

Sistema baten barruan banakoak edo unitateak definitzeko irizpide sail batean hartu behar da oinarria. Banakoak, adibidez, finkoa eta aldakuntzarik gabea behar du izan, banako horren arabera egin daitezkeen neurketa guztietarako kopuru erreferentzia bakarra izateko balio behar duenez; baina laboratorioan aise errepikatzeko modukoa izan behar du aldi berean.

Amperearen definizioa, esate baterako, aldatuz joan da historian zehar, azkeneko errepikaziorako erraztasunaren aipatu den irizpide horren arabera aldatu ere.

Indarrak nahiko zehatz eta nahiko erraz neurtzen direnez, bi eroaleren artean beren magnitudea berorietan doan korrontearen intentsitatearen araberakoa duten indarrak agertzen diren gertaera elektromagnetiko baten arabera definitzen da gaur egun amperea.

Nazioarteko Banako Sistema

Banako sistema bat prestatzeko baldintzak kontuan harturik modu askotako banako sistemak presta litezke. Oinarrizko magnitude izateko ere era askotako edo bat baino gehiagotako magnitude multzoak aukera daiteke, edota oinarrizko magnitude multzo berbera aukeratuz ere, banako desberdinak defini daitezke, nahi izanez gero, sistema baterako ala besterako.

Zientzialari bakoitzak edo herrialde bakoitzak bere banako sistemaz baliatu ezinik ez du, berez, sistema horiek, izatez, izan daitezkeelako, eta hala gertatu izan da, gertatu ere, antzinako eta ez horren antzinako garaietan (gogoratu besterik ez dago nola ibili izan diren herrialde anglosaxoniarrak beren milia, oin, libera, Farenheit gradu eta beste banako desberdin askorekin). Gaur egin alde guztietan banako sistema bera erabiltzeko joera dago, zientzian eta teknikan elkarlana egiteko bideak errazteko.

Horretarako, hain zuzen, 1960an Parisen egin zen Pisu eta Neurrien XI Konferentzia Orokorrean ordu arte Banako Sistema Praktikoa deitzen zena onartu eta Nazioarteko Sistema bezala hartzea erabaki zen, eta halaxe ezagutzen da harrezkero.

Nazioarteko Banako Sisteman hiru magnitude mota bereizten dira: oinarrizkoak, eratorriak eta magnitude osagarriak, oraindik ere aurreko bi multzoetan (oinarrizkoenean eta eratorrienean) sarturik ez daudenak, alegia.

Nazioarteko sisteman luzera, masa, denbora, elektrizitate korrontearen intentsitatea, tenperatura absolutua, argiaren intentsitatea eta masa kantitatea edo kopurua hartzen dira oinarrizko magnitudetzat, eta horietako bakoitzari dagokion banakoa finkatzen da.

Oinarrizko zazpi magnitude horiez gainera beste bi magnitude osagarri gogoratu behar dira, angelu neurketetarako behar direnak biak: angelu planoa eta angelu solidoa.

Oinarrizko magnitudei dagozkien oinarrizko banakoen definizioak zientziaren aurreramenduarekin batera joan dira aldatuz. Segundua, adibidez urte osoko batez besteko eguzki egunaren 1/ 86.400 gisa definitu zen hasieran. Egunak 24 ordu inguru ditu: 24 · 60 (minutu) · 60 (segundo) = 86.400 segundu. Definizio hori ez da, ordea, behar bezain zehatza, egunaren luzerak segundu batzutako aldaera izaten baitu urtean zehar. Baina Lurraren errotazio aldia aldagarria denez, eta izatez aldatu ere egiten denez, atomoan hartu behar izan da oinarria denborazko oinarrizko banakoa zehazteko.

Antzeko gauzak gertatu dira oinarrizko gainerako banakoei dagokienez ere. Ondoko taulan ematen dira, bada, oinarrizko banakoak eta banako horien definizioak.

Nazioarteko Sistema

Historian zehar era askotako banako sistemak erabili izan ditu gizonak. Sistema horiek zerikusi handia dute sortu, egokitu edo bestetatik hartu zituzten herrietan sortu, egokitu edo onartu ziren garaietan zegoen egoerarekin. Banako sistema horien historia ere erabili dituzten herrien historiaren araberakoa izan da, jakina. Zerikusi handia izan du, orobat, neurri sistema osoagoak, egokiagoak. koherenteagoak azaldu eta zabaltzearekin ere. Atzeratuz eta bere lekua galduaz doazen sistemen adibide bikaina herrialde anglosaxoniarretako neurri sistemarena da –miliak, oinak, Farenheit graduak, etab. erabiltzen dituena–. Badira beste sistema batzuk ere, ordea: cegesimala –oinarriak zentimetroa, gramua eta segundoa dituena–, teknikoa –metro-kilogramoan eta indar-segundoan oinarritua–, Giorgi edo MKS deitua –metroa, kilogramoa eta segundoa–, eta sistema metriko dezimala, zientzian, industrian eta merkataritzan oso erabilia, Nazioarteko Sistema prestatzeko oinarritzat hartu zena.

Nazioarteko Sistema 1960ko urrian Parisen egin zen Pisu eta Neurrien Konferentzia Orokorrean definitu zen. Oinarrizko zazpi magnitude ditu (luzera, masa, denbora, elektrizitate korrontearen intentsitatea, tenperatura absolutua, argiaren intentsitatea eta sustantzia kopuru edo kantitatea); horietako bakoitzaren oinarrizko banakoak definitzen ditu (metroa, kilogramoa, segundoa, amperea, kelvina, kandela eta mola). Oinarrizko zazpi banako horietatik hasita banako eratorriak (coulomb, joule, newton, pascal, volt, ohm, etab.) eta horien osagarriak definitzen dira.

Oinarrizko banakoak

metro (m). Argiak espazio hutsean 1/299.792.458 segundutan egiten duen bidearen luzera da.

kilogramo (kg). Paisko Pisu eta Neurrien Bulegoan dagoen platino-iridiozko nazioarteko ereduaren masa da.

segundo (s). Zesio 133 atomoaren oinarrizko egoeraren bi maila hipermeheren arteko trantsizioari dagokion irradaren 9.192.631.770 periodok hartzen duten aldia.

ampere (A). Luzera infinitua eta kontuan ez hartzeko epaia duten bi eroale zuzen paralelo hutsean elkarretatik metro beteko distantziara ipinien artean luzerako metro bakoitzeko 2 · 10-7ko indarra eragiten duen korronte konstantezko intentsitatea da.

kelvin (K). Uraren puntu hirukoitzaren tenperatura termodinamikoaren 1/273,16 zatikiari dagokion tenperatura termodinamikozko banakoa.

kandela (cd). Noranzko batean 540 · 1012 Hz-ko maiztasuneko irrada monokromatikoa igortzen duen eta noranzko horretan esterradian bakoitzeko 1/683 W-eko irrada intentsitatea duen argi iturriari dagokion argitasun intentsitatearen banakoa.

mol (m). Karbono 12zko 0,012 kgtan diren atomoak adina gai elemental dituen sistema bateko sustantzia kopurua.

Banako eratorriak

coulomb (C). Ampere bateko korronte batean segunduko garraiatzen den elektrizitate kopurua.

joule (J). Newton bateko indarrak bere aplikazio puntua indarraren noranzko berean metro bete mugitzen duenean egiten duen lana.

newton (N). 1 kgko masa duen gorputz bati aplikaturik, gorputz horri segundu bakoitzeko segunduko 1 mko azelerazioa eragiten dion indarra.

paskal (Pa). Presio banakoa. Metro koadro bateko gainazal plano batean eraginik, gainazal horri buruz perpendikular 1 newtoneko inarra eragiten dion presio uniformea.

volt (V). Tentsio elektrikozko, potentzial elektrikozko, elektrizitate indarrezko banakoa. 1 ampereko intentsitate konstanteko korrontea daraman hari bateko bi punturen artean, bi puntu horien artean eralgitzen den potetzia 1 Wekoa denean, dagoen potentzial diferentzia.

watt (W). Segundoko 1 jouleko energia produzitzen duen potentzia.

ohm (W). Erresistentzia elektrikozko banakoa. Eroale bateko bi punturen artean, 1 volteko potentzial diferentzia konstante bat bi puntu horietan ezarririk, eroale horretan elektroeragilerik ez denean, berorretan 1 ampereko intentsitateko korrontea eragiten duen elektrizitate erresistentzia

weber (Wb). Isuri magnetikozko banakoa. Kiribil bakarreko zirkuitu bat igarotzean, isuria segundu batean gutxitze uniformez ezabatzen baldin bada kiribil horretan 1 volteko indar elektroeragilea eragiten duen isuri magnetikoa.