المتر
وحدة أساسية في SI · الكمية: الطول
01 · التعريف
بدأ المتر جزءًا واحدًا من عشرة ملايين جزء من ربع خط الزوال الأرضي. واليوم هو المسافة التي يقطعها الضوء خلال 1/299 792 458 من الثانية — فصار الطول كميةً مشتقة من الزمن.
في عام 1983 قامت المترولوجيا بخطوة غير متوقعة: فبدل قياس سرعة الضوء بدقة متزايدة، أُعلنت قيمةً دقيقة — 299 792 458 مترًا في الثانية، لا أكثر ولا أقل. ومنذ تلك اللحظة صار قياس الطول قياسًا لزمن طيران الضوء، وغدت قضبان البلاتين والإيريديوم في سيفر، التي كانت هي المتر طوال ثمانين عامًا، قطعةً متحفية. أثر جانبي: دقة الطول باتت محدودة بدقة الثانية — والساعات الذرية أفضل من أي مسطرة بخمس مراتب من العِظَم.
في المختبر لا يُنقل المتر بمسطرة — بل تُعَدّ أهداب التداخل لليزر مثبَّت مقفَل التردد على ساعات السيزيوم. والجيوديسيا تفعل الشيء نفسه على مقياس الكوكب: يقيس GPS تأخر الإشارة، أي الزمن مرة أخرى.
02 · التحويل
أدخل طولًا — وسيحوّله الجواز
كانت المقاييس الروسية قبل 1918 مربوطة بالإنجليزية: الأرشين 28 بوصة بالضبط، والساجين ثلاثة أرشينات، والفيرستا خمسمئة ساجين. لذا فالتحويل دقيق بلا تقريب: 1 ساجين = 2.133 6 m بتعريف عام 1899.
سُحب «الميكرون» و«الأنغستروم» من النظام الدولي: يُكتب µm و0.1 nm. أما الميل البحري فبقي — إذ يساوي دقيقة قوسية واحدة من خط الزوال، ولذلك فهو مريح في الملاحة.
| الوحدة | الاسم | القيمة | أين تَرِد |
|---|---|---|---|
| 1 m | متر | 1 m | أساس SI |
| 1 ft | قدم | 0.3048 m | دقيق، منذ 1959 |
| 1 in | بوصة | 0.0254 m | دقيق، 1/12 ft |
| 1 yd | ياردة | 0.9144 m | دقيق، 3 ft |
| 1 mi | ميل | 1609.344 m | برّي |
| 1 nmi | ميل بحري | 1852 m | دقيق، بحكم التعريف |
| 1 au | وحدة فلكية | 149 597 870 700 m | دقيق، IAU 2012 |
1 m = 3.280839895 ft (دقيق، بموجب اتفاق 1959)
03 · مراتب العِظَم
من طول بلانك إلى أفق الكونالطول
04 · أدوات القياس
كيف تُقاس الأمتار
يعدّ الأهداب: الهدب الواحد نصف طول موجة، نحو 316 nm. التحقيق الأولي للمتر، بدقة 10⁻¹¹.
يمنح ليزر الفمتوثانية «مسطرة» من آلاف الترددات ويربط البصريات بساعات السيزيوم — جسر من الثانية إلى المتر.
كتل يوهانسون المتوازية: تلتصق بعضها ببعض وتحمل المتر إلى الورشة. السماحية — أعشار الميكرومتر.
في الميدان يُقاس الطول بالزمن: عدّاد المسافات الليزري يعدّ تأخر النبضة، والسواتل طور الإشارة. مليمترات على امتداد كيلومترات.
05 · قواعد الكتابة
m صغيرة، لأن M الكبيرة محجوزة للميغا
يُكتب المتر بحرف m لاتيني صغير بلا نقطة؛ «5 M» تعني خمسة ميغا-شيءٍ ما، و«5 m.» اختصار صحفي. تلتحم البادئة بالرمز: km وcm وµm — وليس أبدًا «Km» أو «mcm». المتر المربع والمكعب هما m² وm³، لا «م. م.» في الوثائق التقنية.
06 · الوحدات المجاورة
المتر أخصب وحدات النظام: المساحة والحجم والسرعة والتسارع — وعبر النيوتن والجول، الميكانيكا كلها. أربع عشرة وحدة مشتقة في SI يتضمن تعريفُها المتر.
لا يمكن نزع المتر من النظام: فهو يسند الميكانيكا والكهرباء معًا — وحتى الفولت يؤول إلى المتر عبر الواط.
07 · القسم التاريخي
كيف كان الطول يُقاس قبل المتر
ثلاثة أرشينات، سبعة أقدام. ومنذ 1899 رُبط بدقة بالمقاييس الإنجليزية، فلا يترك التحويل باقيًا.
ثمانٍ وعشرون بوصة بالضبط، ستة عشر فيرشوكًا. المقياس الرئيسي في تجارة الأقمشة ورسوم البناء.
خمسمئة ساجين. مقياس طرقٍ خلّف أعمدة الفيرستا والمثلَ القائل «يُرى من فيرستا بعيدًا».
قضيب بمقطع على شكل X في سيفر وثلاثون نسخة وُزّعت على البلدان. كان المتر شيئًا يمكن أن يقع من اليد.
المتر هو الوحدة الوحيدة التي أُعيد تعريفها أربع مرات
1795 — كسر من خط الزوال؛ 1799 — قضيب البلاتين من دار المحفوظات؛ 1889 — نموذج البلاتين والإيريديوم؛ 1960 — 1 650 763.73 طول موجة من الكريبتون-86؛ 1983 — مسار الضوء خلال 1/299 792 458 من الثانية. كل خطوة أزالت حاملًا ماديًا، وفي الأخيرة كفّ المتر تمامًا عن أن يكون كمية مستقلة: فهو الآن مشتق من الثانية عبر الثابت c. تفصيل طريف: أخطأ مسحُ ربع خط الزوال في القرن الثامن عشر بنحو 0.2 mm في المتر، وبقي ذلك الخطأ في التعريف إلى الأبد — فخط الاستواء أطول من 40 000 km بخمسة وسبعين مترًا.
الفهرس · النظام الدولي للوحدات
جواز لكل كمية
سبع وحدات أساسية، واثنتان وعشرون مشتقة بأسماء خاصة، وأرشيف لأنظمة خرجت من التداول. كلٌّ منها ورقة مستقلة: التعريف، البُعد، التحويل، الأدوات، قواعد الكتابة. بثلاث وثلاثين لغة.