Una mirada al pasado, presente y fututo de la medición de tiempo Introducción Una mirada al pasado, presente y fututo de la medición de tiempo J. Mauricio López R. División de Tiempo y Frecuencia Centro Nacional de Metrología, CENAM Mauricio.lopez@cenam.mx
La esencia de la medición Medir es el acto de determinar el valor de una magnitud. Medición es el conjunto de operaciones que tienen el objeto de determinar el valor de una magnitud medible. La calidad de una medición está en el conocimiento que se tiene sobre lo que se está midiendo.
Medir: es la cuantificación de las propiedades físicas, biológicas o químicas de un objeto. Enrique I (1100-1135), decretó en Inglaterra, que la yarda debería ser: “la distancia desde la punta de la nariz del Rey hasta el final de su dedo pulgar bien extendido”
Patrón de masa de una báscula romana. Medir: es la cuantificación de las propiedades físicas, biológicas o químicas de un objeto. Patrón de masa de una báscula romana.
Para tener mediciones confiables se requiere referencias de medición constantes; referencias de medición definidas en términos de constantes físicas naturales; métodos de medición uniformes.
Evolución de los sistemas de medición En sus orígenes el metro = la diez millonésima parte de un cuarto de la circunferencia de la tierra en 1799 se fabricó el prototipo del metro en 1870, el metro ya se usaba en toda Europa El metro, referencia mundial de longitud.
Siglo XIX: los inicios de la metrología moderna 1875: se firma la Convención Internacional del Metro; 1889: se producen varios prototipos del metro y kilogramo para diferentes Miembros de la Convención del Metro. 1890: los Estados Unidos Mexicanos se unen a la Convención Internacional del Metro.
La calidad de una medición está en relación directa con el conocimiento de lo que se mide Desde los primeros días de vida, las mediciones confiables aseguran el conocimiento de las funciones vitales del ser humano.
El caso de la medición del tiempo El tiempo: dífícil de definir, fácil de medir La mejor medición que puede hacer la humanidad es la del tiempo
El caso de la medición del tiempo Reloj = fenómeno periódico + mecanismo de conteo Fenómenos periódicos como referencias para medir el paso del tiempo
El primer reloj: los cuerpos celestes Ícono del fuego nuevo de las culturas mesoamericanas prehispánicas La observación de los objetos celestes sirvió como referencia para medir el paso del tiempo
Evolución de la medición del tiempo últimos 400 años 1,E-13 1,E-12 1,E-09 1,E-08 Estabilidad segundos / día 1,E-05 segundos/día 5,E-05 1,E-02 1,E-01 1,E-01 2,E+00 7,E+00 2 3 1,E+00 5,E+00 1,E+03 1600 1700 1800 1900 2000 Año
Diversos tipos de relojes: una mirada al pasado, presente y futuro de la medición de tiempo
El pasado: relojes de sol
El pasado: relojes de fuego
El pasado: relojes de agua (clepsidras)
El pasado: relojes de arena
relojes mecánicos: arte en la relojería
relojes mecánicos: arte en la relojería
relojes mecánicos: arte en la relojería
La revolución: relojes de cuarzo
El presente: relojes atómicos Cesio, Rubidio, Hidrógeno, otros
Sistema de Posicionamiento Global (GPS) El presente: relojes atómicos Sistema de Posicionamiento Global (GPS)
El fututo: relojes ópticos
El fututo: relojes ópticos Transiciones ópticas para construir relojes atómicos de mayor exactitud
El fututo: relojes ópticos
E l futuro (¿?): peines de frecuencia
Algunos conceptos básicos
Estabilidad y Exactitud Las dos características principales de los relojes Análisis de errores sistemáticos Comparación con patrones primarios Estabilidad y Exactitud Varianza de Allan, varianza modificada de Allan, varianza temporal
De la diversidad de patrones de frecuencia: ¿cuál usar. , ¿porqué De la diversidad de patrones de frecuencia: ¿cuál usar?, ¿porqué?, ¿cómo? Osciladores de cuarzo Receptores GPS Osciladores de rubidio Osciladores de Cesio Osciladores de Hidrógeno Otros
Las siete unidades base del Sistema Internacional de unidades La Metrología de Tiempo y Frecuencia: soporte fundamental de la ciencia y tecnología Las siete unidades base del Sistema Internacional de unidades