| Riferimento | Metri (m) | Ångström (Å) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 0.297 m | 2.97 × 109 Å |
| Average adult human height | 1.7 m | 1.7 × 1010 Å |
| A football pitch (length) | 105 m | 1.05 × 1012 Å |
| A marathon | 42195 m | 4.2195 × 1014 Å |
| Height of Mount Everest | 8849 m | 8.849 × 1013 Å |
Il metro è l’unità di base della lunghezza nel Sistema internazionale di unità e si scrive m. Tutte le altre unità di lunghezza del SI sono definite come multipli o sottomultipli del metro, e da esso derivano a loro volta le unità di area, volume, velocità e molte altre.
La sua definizione è stata rivista quattro volte e ogni revisione ha sostituito un oggetto materiale con un riferimento più riproducibile. Nel 1791 l’Accademia delle scienze francese propose che il metro fosse la decimilionesima parte della distanza fra il Polo Nord e l’equatore lungo il meridiano passante per Parigi. La misurazione di quell’arco richiese sei anni e comportò un piccolo errore, dato che la Terra non è una sfera perfetta. Nel 1889 la definizione si basò su una barra di platino-iridio conservata a Sèvres, presso Parigi, con copie distribuite agli Stati firmatari. Nel 1960 il metro fu ridefinito come 1 650 763,73 lunghezze d’onda della luce arancione emessa dal cripto 86.
La definizione attuale risale al 1983 ed è particolare perché fissa una grandezza diversa. La velocità della luce nel vuoto è definita esattamente pari a 299 792 458 metri al secondo, e il metro ne discende come la distanza percorsa dalla luce in 1/299 792 458 di secondo. La velocità della luce non viene quindi più misurata: è una costante definita, e i progressi della misurazione affinano oggi il metro e non la velocità.
L’unità è usata in tutto il mondo per le dimensioni degli edifici, le piste di atletica, le piscine, la profondità dell’acqua, i tessuti e le funi. Solo pochi paesi conservano le unità imperiali per l’uso corrente e, anche lì, il metro domina la scienza e la medicina.
Alcuni riferimenti quotidiani aiutano a farsi un’idea della scala. Una normale porta interna è alta circa due metri. Il passo di un adulto sfiora i tre quarti di metro, ed è per questo che contare i passi consente di stimare una distanza. La larghezza di una corsia di marcia è compresa fra tre e tre metri e mezzo nella maggior parte dei paesi.
Un metro equivale a 100 centimetri, 1000 millimetri o 0,001 chilometri. Corrisponde a circa 3,28084 piedi, ovvero 39,3701 pollici.
L’ångström è un’unità di lunghezza pari a un decimiliardesimo di metro, ossia 0,1 nanometri. Prende nome da Anders Jonas Ångström, il fisico svedese che la impiegò nella sua mappa dello spettro solare del 1868. Il simbolo è Å, una lettera presa in prestito dall’alfabeto svedese.
L’ångström sopravvive perché corrisponde alla scala degli atomi. Un atomo di idrogeno ha un raggio di circa 0,5 Å. Un legame singolo carbonio-carbonio misura all’incirca 1,5 Å. Esprimere questi valori in nanometri produce decimali scomodi, sicché cristallografi, spettroscopisti e biologi strutturali continuano a preferire l’unità più antica. Le strutture proteiche depositate nelle banche dati pubbliche sono tuttora descritte dalla loro risoluzione in ångström, e una struttura risolta meglio di 2 Å è considerata di alta qualità.
Anche le lunghezze d’onda della luce visibile ricadono in un intervallo comodo. La luce rossa si colloca vicino ai 7000 Å e la violetta intorno ai 4000 Å. Le lunghezze d’onda dei raggi X si raggruppano attorno a 1 Å, ed è esattamente per questo che la diffrazione dei raggi X rivela la spaziatura atomica: la sonda e il bersaglio hanno la stessa dimensione.
L’ångström non fa parte del Sistema internazionale di unità. Il BIPM lo elenca fra le unità ammesse all’uso con il SI ma ne scoraggia nuove applicazioni, preferendo il nanometro o il picometro. Tale indicazione ha avuto scarso effetto nei campi in cui l’unità è radicata. La produzione di semiconduttori ne offre un esempio chiaro. I nodi di processo sono stati indicati in nanometri per decenni ma, via via che le strutture si riducevano, il settore ha cominciato a esprimere lo spessore dell’ossido di gate in ångström, e Intel ha battezzato una generazione della propria tecnologia era Angstrom.
Leggere la letteratura scientifica più antica richiede attenzione. Prima di essere legato al metro, l’ångström era definito rispetto a una precisa riga spettrale del cadmio, e i valori pubblicati agli inizi del Novecento possono discostarsi lievemente da quelli odierni. L’Unione Astronomica Internazionale adottò quella definizione spettroscopica nel 1907, che rimase in vigore finché il metro stesso non fu ridefinito rispetto al cripto nel 1960. Lo scarto è piccolo ma reale, e conta quando si confrontano misure spettrali storiche con quelle attuali.
La conversione è immediata. Un ångström equivale a 10-10 metri, 0,1 nanometri o 100 picometri. Dieci ångström fanno un nanometro.