Bureaublad
Meten is vergelijken met standaarden!
Meten is vergelijken met een standaard waarvan de waarde bekend en constant is (onder vastgestelde omstandigheden)
Een meter is een lengtemaat die ooit (in 1791) is gedefinieerd als de lengte van een staaf die in Parijs bewaard wordt onder gecontroleerde omstandigheden.
Het was erg onhandig dat iedereen naar Parijs moest om te controleren of een meetlat klopte.
Er zijn dan ook substandaarden gemaakt, een ervan ligt in Delft bij het Nederlands Normalisatie Instituut.
Toen ik daar op bezoek was heb ik het even nagemeten, en het klopte niet.
De Delftse Platina-Iridium standaardmeter is een stuk langer dan een meter.
Men heeft mij uitgelegd dat de staaf zelf langer is dan een meter, maar er staan twee hele dunne streepjes op die precies een meter uit elkaar liggen.
Maar het bleef behelpen, dus is de definitie in 1889 aangepast zodat iedereen met een beetje moeite zelf een standaard meter kan maken.
Een meter is de afstand die licht in 1/299.792.458 seconde in vacuüm aflegt.
Dat is practisch omdat de lichtsnelheid een echte constante is!
In de praktijk kun je dus altijd nagaan of je meetlat klopt.
Dit levert wel een nieuw probleem (uitdaging) op
Want wat is een seconde?
Een oude definitie is 1/31.556.925,9747-ste van het jaar 1990, maar dat was niet te handhaven, want hoe kom je in 1900 om het na te meten?
De seconde is nu gedefinieerd als de duur van 9.192.631.770 perioden van de straling die correspondeert met de overgang tussen de twee hyperfijn energieniveaus van de grondtoestand van cesium-133 in rust bij een temperatuur van 0 K.
Maar de relatie met het jaar en dus de dag is losgelaten.
Er zijn werkelijk klokken die op deze manier werken en hun gegevens delen met de wereld!
Hoe laat is het?
Omdat we de meter hebben vastgesteld kunnen we nu ook haarfijn oppervlakte (vierkante meter m2) en volume (kubieke meter m3) vaststellen.
we kunnen afstanden en tijd meten en aldus de snelheid m/s
Uren dagen maander en jaren zijn natuurlijk veelvouden van de seconde.
Verder hebben we in het dagelijkse natuurkundige leven ook nog te maken met :
Massa Kg (standaard in Parijs) die ook nog kan worden teruggerekend naar energie (E = mC2),
De discussie over de kilogram is nog niet afgelopen
Toch zou dat makkelijk moeten kunnen, want een kilogram is een bepaalde hoeveelheid materie, en dat zou je op een molecuul nauwkeurig kunnen tellen.
Onthoud dat even; een kilogram is een bepaalde hoeveelheid materie.
Kracht F in Newton die kan worden teruggerekend naar massa (F = ma)
Kracht is wat een massa doet als je probeert de snelheid te veranderen (tegenstribbelen), dus massa is en kracht doet.
Absolute temperatuur K (Kelvin) die kan volgens Boltzmann worden teruggerekend naar de gemiddelde kinetische energie {Ekin = 3/2 kT, (k is hier de constante van Boltzmann 1,38 x 10-23)} en dus de gemiddelde snelheid van moleculen, (want E = 1/2 mv2).
0 K komt overeen met -273°C.
1 K temperatuurverschil is net als 1°C 1/100 van het verschil in kook en vriespunt van zuiver water (bij standaard druk)
Energie Joule 1 joule = 1 Nm = 1 kg m2 s-2
Coulomb (Q) de eenheid van ladingdragers. 1,6022 × 1019 ladingdragers komt overeen met 1 coulomb (een kwestie van tellen dus)
Samen met de eerder gedefinieerde eenheden kunnen we de eenheid van Spanning Volt = E/Q
Stroom (I in Ampere) Q/s
Weerstand (R in Ohm) Ω = V/A
Vermogen (P in Watt) W = V x A
Kortom als we meter, kilogram en seconde hebben en een beetje kunnen tellen kunnen we de andere grootheden daaruit afleiden.
Er zijn nog wel meer grootheden, maar die gebruiken we in de natuurkunde lessen niet, bij scheikunde heb je nog te maken met de MOL, maar dat is een bepaald aantal atomen (6,02214 x 1023 om precies te zijn) en kun je dus gewoon tellen....