متر
یکای پایهٔ SI · کمیت: طول
01 · تعریف
متر در آغاز یکدهمیلیونم یکچهارم نصفالنهار زمین بود. امروز مسافتی است که نور در 1/299 792 458 ثانیه میپیماید — طول به کمیتی مشتق از زمان بدل شده است.
در سال 1983 مترولوژی حرکتی غیرمنتظره کرد: بهجای آنکه سرعت نور را هرچه دقیقتر بسنجد، آن را دقیق اعلام کرد — 299 792 458 متر بر ثانیه، نه بیشتر و نه کمتر. از آن لحظه اندازهگیری طول یعنی اندازهگیری زمان پرواز نور، و میلهٔ پلاتین-ایریدیومِ سِور که هشتاد سال خودِ متر بود، به شیء موزهای بدل شد. اثر جانبی: دقت طول اکنون به دقت ثانیه محدود است — و ساعتهای اتمی پنج مرتبهٔ بزرگی از هر خطکشی بهترند.
در آزمایشگاه متر را با خطکش منتقل نمیکنند — فریزهای تداخل لیزری پایدار را میشمارند که بسامدش به ساعتهای سزیمی قفل است. ژئودزی همین کار را در مقیاس سیاره میکند: GPS تأخیر سیگنال را میسنجد، یعنی باز هم زمان.
02 · تبدیل
طولی وارد کنید — گذرنامه آن را تبدیل میکند
اندازههای روسی پیش از 1918 به اندازههای انگلیسی گره خورده بودند: آرشین دقیقاً 28 اینچ است، ساژن سه آرشین، ورستا پانصد ساژن. پس تبدیل دقیق است، بیگردکردن: بنا به تعریف 1899، 1 ساژن = 2.133 6 m.
«میکرون» و «آنگستروم» از SI کنار گذاشته شدهاند: بنویسید µm و 0.1 nm. مایل دریایی ماند — برابر یک دقیقهٔ قوسی از نصفالنهار است و از این رو در دریانوردی دستیاب.
| یکا | نام | مقدار | کجا دیده میشود |
|---|---|---|---|
| 1 m | متر | 1 m | پایهٔ SI |
| 1 ft | فوت | 0.3048 m | دقیق، از 1959 |
| 1 in | اینچ | 0.0254 m | دقیق، 1/12 ft |
| 1 yd | یارد | 0.9144 m | دقیق، 3 ft |
| 1 mi | مایل | 1609.344 m | زمینی |
| 1 nmi | مایل دریایی | 1852 m | دقیق، بنا به تعریف |
| 1 au | یکای نجومی | 149 597 870 700 m | دقیق، IAU 2012 |
1 m = 3.280839895 ft (دقیق، طبق توافق 1959)
03 · مرتبههای بزرگی
از طول پلانک تا افق کیهانطول
04 · ابزارهای اندازهگیری
متر را چگونه میسنجند
فریزها را میشمارد: هر فریز نصف طولموج است، حدود 316 nm. تحقق نخستین متر، با دقت 10⁻¹¹.
لیزر فمتوثانیه «خطکشی» از هزاران بسامد میدهد و اپتیک را به ساعتهای سزیمی میپیوندد — پلی از ثانیه به متر.
بلوکهای موازی یوهانسون: به هم میچسبند و متر را به کارگاه میبرند. رواداری — دهمهای میکرومتر.
در میدان طول را با زمان میسنجند: فاصلهسنج لیزری تأخیر تپ را میشمارد، ماهوارهها فاز سیگنال را. میلیمترها بر پهنهٔ کیلومترها.
05 · قواعد نگارش
m کوچک، چون M بزرگ از آنِ مگاست
متر با حرف لاتین کوچک m و بینقطه نوشته میشود؛ «5 M» یعنی پنج مگا-چیزی، و «5 m.» کوتهنوشتی روزنامهای است. پیشوند با نماد یکی میشود: km و cm و µm — هرگز «Km» یا «mcm» نه. مترمربع و مترمکعب m² و m³ هستند، نه «م. م.» در اسناد فنی.
06 · یکاهای همسایه
متر پربارترین یکای این دستگاه است: مساحت، حجم، سرعت، شتاب — و از راه نیوتون و ژول، سراسر مکانیک. چهارده یکای فرعی SI متر را در تعریف خود دارند.
مترمربع
پایهٔ SI
متر بر ثانیه
متر را نمیتوان از دستگاه بیرون کشید: هم مکانیک را نگه میدارد هم الکتریسیته را — حتی ولت از راه وات به متر بازمیگردد.
07 · بخش تاریخی
پیش از متر، طول را چگونه میسنجیدند
سه آرشین، هفت فوت. از 1899 بهدقت به اندازههای انگلیسی گره خورده، پس تبدیل باقیماندهای نمیگذارد.
دقیقاً 28 اینچ، شانزده ورشوک. سنجهٔ اصلی در تجارت پارچه و نقشههای ساختمانی.
پانصد ساژن. سنجهای برای راهها که ستونهای ورستا و مثل «از یک ورستا پیداست» را به یادگار گذاشت.
میلهای با مقطع X در سِور و سی نسخه پخششده میان کشورها. متر شیئی بود که میشد از دست انداختش.
متر تنها یکایی است که چهار بار بازتعریف شده
1795 — کسری از نصفالنهار؛ 1799 — میلهٔ پلاتین بایگانیها؛ 1889 — نمونهٔ پلاتین-ایریدیوم؛ 1960 — 1 650 763.73 طولموج کریپتون-86؛ 1983 — مسیر نور در 1/299 792 458 ثانیه. هر گام حاملی مادی را کنار زد و در گام آخر متر یکسره از کمیت مستقل بودن بازایستاد: اکنون از ثانیه و از راه ثابت c مشتق میشود. نکتهای شنیدنی: نقشهبرداری سدهٔ هجدهم از ربع نصفالنهار در هر متر حدود 0.2 mm خطا داشت و آن خطا برای همیشه در تعریف ماند — استوا 75 متر از 40 000 km درازتر است.
فهرست · دستگاه بینالمللی یکاها
برای هر کمیت یک گذرنامه
هفت یکای پایه، بیستودو یکای فرعی با نام ویژه، و بایگانی دستگاههای خارج از گردش. هر یک برگی جداگانه است: تعریف، بُعد، تبدیل، ابزارها، قواعد نگارش. به 36 زبان.