Meter

Kocka s stranico enega metra, ob njej otrok za ponazoritev

Méter (simbol m) je osnovna enota SI za merjenje dolžine, enaka razdalji, ki jo svetloba prepotuje v vakuumu v 1/299.792.458 sekunde.[1] Kot pri ostalih enotah SI skrbi za mednarodno skladnost določanja magnitude metra Mednarodni urad za uteži in mere (BIPM), ki podaja priporočila za praktično izvedbo definicije metra za potrebe kalibracije drugih merilnih priprav. Ta je v domeni pooblaščenih državnih ustanov v državah, ki uporabljajo standard SI. Priporočena praktična izvedba je žarek helij-neonovega laserja, stabiliziranega z jodovo celico, v zraku, oz. 1.579.800,762042(33) valovne dolžine izsevane svetlobe, ki jih določimo z interferometrom.[Op. 1][2] Akreditirana ustanova v Sloveniji za izvajanje kalibracij je Laboratorij za tehnološke meritve Fakultete za strojništvo v Mariboru.[3]

V preteklosti je bil meter definiran kot desetmilijoninka razdalje med ekvatorjem in severnim tečajem po poldnevniku, ki poteka skozi Pariz. Praktična izvedba je bila dolgo časa v obliki fizičnega predmeta – palice iz platine in nato iz zlitine platine ter iridija, s katero so primerjali merilne priprave. Vendar pa je tako velik fizičen predmet nestabilen in podvržen poškodbam ter drugim tveganjem, zato je bila leta 1960 sprejeta nova definicija, osnovana na valovni dolžini sevanja vzbujenega atoma kriptona v vakuumu, to pa je leta 1983 nadomestila sedanja, ki omogoča večjo natančnost.

Etimologija

Pečat Mednarodnega urada za uteži in mere z izrekom ΜΕΤΡΩ ΧΡΩ (metro hro)

Beseda meter ima izvor v starogrškem glagolu μετρέω (metreo) - »meriti«, »šteti« oz. »primerjati«, ki se je uporabljala tako v smislu fizičnega merjenja, kot tudi za metriko v poeziji in, širše, zmernost v ravnanju človeka. Ta razpon pomenov se ohranja v latinščini (metior, mensura), francoščini (mètre, mesure) in drugih jezikih. Moto ΜΕΤΡΩ ΧΡΩ (metro hro) v pečatu Mednarodnega urada za uteži in mere (BIPM), izrek starogrškega državnika in filozofa Pitaka iz Mitilene v prevodu »Uporabi mero!«, torej poziva hkrati k merjenju in zmernosti.

Zgodovina

Meter je osnovna enota merskega sistema, ki temelji na desetiškem številskem sistemu, in je konec 18. stoletja začel nadomeščati številne tradicionalne enote dolžine. Prvič je bil uradno uveljavljen v Franciji med francosko revolucijo, kot poskus revolucionarjev v celoti preiti na univerzalni desetiški sistem pri merjenju (hkrati so predelali celo koledar). Sama zamisel pa je več kot stoletje starejša – leta 1668 je angleški filozof John Wilkins v svojem eseju zapisal, da bi lahko meter definirali kot dolžino nihala s periodo ene sekunde (zamisel je pripisal Christopherju Wrenu).[4] Enako metodo je nekaj let kasneje predlagal italijanski prirodoslovec Tito Livio Burattini za merski sistem, ki bi temeljil na sekundi. Christiaan Huygens je opravil prvi poskus in ugotovil, da ta dolžina znaša 39,25 angleških palcev (zdajšnjih 997 mm).

Poldnevniška definicija

Konec 18. stoletja so ugotovili, da je sila težnosti odvisna od položaja na zemeljski obli, saj Zemlja ni pravilna krogla, zato bi bilo poskus težko ponoviti. Da bi omogočili neodvisno določanje magnitude metra, so se člani komisije Francoske akademije znanosti (Académie des sciences) leta 1791 namesto tega odločili, da meter definirajo kot eno desetmilijoninko dolžine loka na površini Zemlje med njenim polom in ekvatorjem, potegnjene po poldnevniku skozi Pariz. V ta namen je akademija financirala znanstveno odpravo s ciljem natančne meritve razdalje med zvonikom v kraju Dunkerque na severu Francije in gradom Montjuïc v Barceloni (pod predpostavko, da je poldnevnik skozi Dunkerque enak kot tisti skozi Pariz). Meritev, ki sta jo opravljala Jean-Baptiste Joseph Delambre in Pierre-François-André Méchain, je trajala od leta 1792 do 1799, že 7. aprila 1795 pa je Francija sprejela meter kot uradno dolžinsko mero na podlagi starejših meritev (skladno z njimi je kilometer znašal 443,44 takratne francoske linije).

Problem te definicije je bil, da so za model obliko Zemlje vzeli geoid, približek, ki ne upošteva lokalnih značilnosti površja. Kljub pomislekom je bila vrednost sprejeta in ko sta Delambre ter Méchain pregledala svoje izračune, sta prišla do svojega rezultata, po katerem je bil kilometer 0,144 francoske linije krajši, torej 0,03 % razlike.

Prameter

Medtem je komisija naročila izdelavo serije palic iz platine in ko sta Delambre ter Méchain sporočila svoj rezultat, so vzeli tisto, ki se je po dolžini najbolj ujemala, in jo 22. junija 1799 shranili v Narodnem arhivu kot trajen zapis.[5] Ta predmet je dobil ime mètre des Archives.

Leta 1889 so izdelali nov prameter iz zlitine 90 % platine in 10 % iridija ter meter določili kot njegovo dolžino pri nič stopinjah Celzija. Poprej je bil narejen iz čiste platine, ki pa je bolj občutljiva za temperaturna nihanja. Prameter zdaj hranijo v Mednarodnem uradu za uteži in mere v Sèvresu.

Sodobne definicije

Leta 1960 so meter določili na osnovi sevanja kriptona 86Kr, leta 1983 pa je 11. Generalna konferenca za uteži in mere potrdila sedanjo določitev kot mednarodni standard.[1]

Mnogokratniki

Za mnogokratnike in manjše enote uporabljamo predpone SI. Največkrat uporabljamo:

mnogokratniki SI za gram (g)
deli večkratniki
vrednost znak SI ime vrednost znak SI ime
10-1 m dm decimeter 101 m dam dekameter
10-2 m cm centimeter 102 m hm hektometer
10-3 m mm milimeter 103 m km kilometer
10-6 m µm mikrometer 106 m Mg megameter
10-9 m nm nanometer 109 m Gm gigameter
10-12 m pm pikometer 1012 m Tm terameter
10-15 m fm femtometer 1015 m Pm petameter
10-18 m am atometer 1018 m Em eksameter
10-21 m zm zeptometer 1021 m Zm zetameter
10-24 m ym joktometer 1024 m Ym jotameter

Posebnosti

  • V splošni uporabi je tudi beseda »mikron« za mikrometer,[Op. 2][6] kar pa po standardu ni zaželeno.[7]
  • Mnogokratniki razen kilometra se redko uporabljajo. V vsakdanji uporabi dolžine v rangu 101 in 102 m izražamo kar z metri namesto z mnogokratniki (na primer 30 m ali 300 m namesto 3 dam ali 3 hm). V astronomiji zelo velike razdalje izražajo z astronomskimi enotami (149,6 Gm), svetlobnimi leti (1 Pm) ali parseki (31 Pm).

Pretvorba v druge merske enote

1 meter je

1010 Angstremov
3,2808 čevlja
1,0936 jarda
0,5274 sežnja
0,00054 morske milje
0,00062 mednarodne milje
~2 egipčanska kraljeva kubita (ohranjene merilne palice merijo 0,523–0,529 m)

Opombe

  1. Frekvenca vzbujenih atomov plina v mehanizmu laserja je 473.612.353.604(10) kHz, kar da valovno dolžino 632.991.212,58 fm, pri standardizirani izvedbi je negotovost 2,1 × 10-11. Številke v oklepajih izražajo mero negotovosti v razponu treh standardnih odklonov na vsako stran.
  2. Slovar slovenskega knjižnega jezika denimo navaja, da je mikron merska enota, dolga milijoninko metra, edini pomen besede »mikrometer« pa je istoimenska merilna priprava.

Sklici

  1. 1,0 1,1 "Resolution 1 of the 17th CGPM". Mednarodni urad za uteži in mere. 1983. Pridobljeno dne 28.12.2016. 
  2. "Iodine (λ≈633 nm)" (PDF). MEP (Mise en Pratique). BIPM. 2003. Pridobljeno dne 1.1.2017. 
  3. "Dolžina". Nacionalni sistem etalonov. Urad Republike Slovenije za meroslovje. Pridobljeno dne 1.1.2017. 
  4. Wilkins, John (1668). "An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Reproduction)" (PDF). Pridobljeno dne 1.1.2017.  (skrajšana transkripcija)
  5. Larousse, Pierre, ur. (1874). "Métrique". Grand dictionnaire universel du XIXe siècle 11. Pariz: Pierre Larousse. str. 163–164. 
  6. "Mikron". Fran.si. Inštitut za slovenski jezik Frana Ramovša. Pridobljeno dne 28.12.2016. 
  7. "NIST Guide to the SI, Chapter 5: Units Outside the SI". National Institute of Standards and Technology. Pridobljeno dne 31.12.2016. 

Glej tudi

Zunanje povezave

  • Več gradiva o temi Meter v Wikimedijini zbirki