در بالا مثلث‌های زنجیرهٔ نصف‌النهاری یکی پس از دیگری روشن می‌شوند، از دانکرک تا بارسلون. از میان کمان‌های حرف m موجی نارنجی از خط کریپتون می‌گذرد. در پایین میلهٔ استاندارد با خط‌هایی در دو سر قرار دارد. تپی قرمز از نور از صفر تا نشانهٔ 1 m روی آن می‌دود و می‌درخشد. بالای خط سمت راست میکروسکوپی ایستاده است: خط‌ها آرام در تار متقاطع آن می‌لغزند. در دریچهٔ N نوارهای تداخلی می‌گذرند.
برگهٔ یکا
طول ویرایش 2026-10متر m
یکای پایهٔ SI · کمیت: طول L
هفت سال روی کمان نصف‌النهار، و میله 0,2 mm کوتاه‌تر درآمد
در ژوئن 1792 دو ستاره‌شناس از پاریس راه افتادند، دلامبر و مشن. مأموریت داشتند کمان نصف‌النهار را از دانکرک تا بارسلون اندازه بگیرند. از این کمان می‌خواستند یکای تازه‌ای برای طول به دست آورند: یک ده‌میلیونیم فاصلهٔ قطب تا استوا. کار هفت سال طول کشید.
در 1799 بر پایهٔ محاسبهٔ آن‌ها میله‌ای از پلاتین ساختند: متر آرشیو. بعدها معلوم شد که حدود 0,2 mm از مقدار در نظر گرفته کوتاه‌تر است. اصلاحش نکردند: خط‌کش‌ها را دیگر با آن تنظیم کرده بودند. از آن زمان تعریف سه بار عوض شده است. هر بار طول همان ماند؛ فقط شیوهٔ بازتولید آن تغییر کرد.
امروز متر به کمک سرعت نور تعریف می‌شود. مسافتی است که نور در خلأ در 1/299 792 458 ثانیه می‌پیماید. عدد c دقیقاً تثبیت شده است، از این رو متر را می‌توان به همان دقت ثانیه بازتولید کرد.
نماد آن حرف کوچک لاتین m است، ایستاده و بی‌نقطه. در متن روسی «м» نوشته می‌شود. M بزرگ متر نیست، پیشوند مگا است: Mm یعنی مگامتر، هزار کیلومتر.
m متر است، نه جرم m و نه دقیقهٔ min. mm میلی‌متر است، نه «متر در متر»: متر مربع m² نوشته می‌شود. مایل دریایی با M یا NM نشان داده می‌شود و بیش از آنچه گمان می‌رود با متر اشتباه گرفته می‌شود.
01 · تعریف
نصف‌النهار · میله · موج · نورمتر طول مسیری است که نور در خلأ در مدت 1/299 792 458 ثانیه می‌پیماید. تعریف از 1983 چنین است. از 2019 همین اندیشه با یک عدد بیان می‌شود: سرعت نور c دقیقاً 299 792 458 m/s است.
چنین تعریفی به نگه‌داشتن استاندارد نیازی ندارد. هر آزمایشگاهی که ساعتی دقیق و چشمهٔ نوری با بسامد معلوم داشته باشد، می‌تواند خودش متر را بازتولید کند. در عمل لیزری با بسامد پایدارشده به کار می‌رود و طول‌موج‌ها شمرده می‌شوند.
پیش از آن متر سه بار تعریف شد، و هر بار به گونه‌ای دیگر. نخست از راه اندازهٔ زمین. سپس از راه میله‌ای پلاتینی در زیرزمینی در پاریس. سپس از راه طول‌موج نور لامپ کریپتون. در هر گام تعریف تازه با طول پیشین هماهنگ می‌شد و دقت نزدیک به صد برابر افزایش می‌یافت.
متر را با چه و با چه دقتی اندازه می‌گرفتند
چهار زبانه، چهار تعریف به ترتیب. ابزار و استاندارد با آبی فولادی کشیده شده‌اند، نور لامپ کریپتون و نوارها با نارنجی، و تپ لیزر و هر آنچه از رواداری بیرون می‌زند با قرمز. در سمت راست هر زبانه مقیاسی نشان می‌دهد که متر به‌دست‌آمده چه اندازه با متر امروز فرق دارد. لغزنده‌ها شرایط آزمایش را تغییر می‌دهند و دکمهٔ عمل اندازه‌گیری را از نو آغاز می‌کند.
زمان را دقیق‌تر از طول اندازه می‌گیرند
تا دههٔ 1970 ساعت‌های اتمی هزاران بار دقیق‌تر از هر استاندارد طولی شده بودند. سرعت نور هم چنان خوب اندازه‌گیری شده بود که عدم قطعیت تقریباً یکسره از متر کریپتونی می‌آمد. پس تصمیم گرفتند وارونه عمل کنند: c را عددی دقیق اعلام کنند و متر را از ثانیه به دست آورند. از 1983 دیگر سرعت نور اندازه‌گیری نمی‌شود. اندازه‌گیری c به آزمونی برای ساعت‌ها و تداخل‌سنج‌ها بدل شد.
02 · تبدیل
SI · انگلیسی · تاریخیمتر در یکاهای دیگر طول
طولی وارد کنید و یکایی برگزینید. جدول آن را به مضرب‌های متر، به اندازه‌های انگلیسی یا به اندازه‌های کهن اروپا برمی‌گرداند. از 1959 یارد و اینچ دقیقاً از راه متر تعریف شده‌اند، پس در زبانهٔ انگلیسی تقریباً همهٔ عددها دقیق‌اند.
نمونهٔ بین‌المللی 1889 متر را در 0 °C، در یخ در حال ذوب، می‌داد. امروز اندازهٔ قطعه‌ها و بلوک‌های اندازه‌گیری را در 20 °C می‌دهند، چنان‌که استاندارد ISO 1 می‌خواهد. قطعه‌ای فولادی به طول 1 m در 30 °C حدود 0,1 mm بلندتر از 20 °C است. این بیش از رواداری بسیاری از جفت‌شدگی‌هاست.
| یکا | مقدار | چگونه تعریف می‌شود |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · ابزارهای اندازه‌گیری
زاویه · خط · نوار · تپچهار ابزار، چهار متر
دایرهٔ تکرارکنندهٔ بوردا
دلامبر و مشن با این دایره زاویه‌های مثلث‌ها و ارتفاع ستارگان بالای افق را اندازه می‌گرفتند. یک زاویه را بارها پشت سر هم بی‌آنکه دایره را به صفر برگردانند می‌خواندند و سپس مجموع را بر شمار خوانش‌ها تقسیم می‌کردند. بدین‌سان خطای هر خوانش کوچک‌تر می‌شد. از ارتفاع ستارگان عرض جغرافیایی دو سر کمان را می‌یافتند.
مقایسه‌گر: میله در برابر میله
بالای میزی دو میکروسکوپ در فاصلهٔ حدود یک متر از هم نصب شده‌اند. استاندارد و نسخه به نوبت زیر آن‌ها آورده می‌شوند. در هر میکروسکوپ سه خط در سر میله دیده می‌شود. ناظر خط میانی را روی تار می‌آورد و پیچ میکرومتری را می‌خواند. تفاوت خوانش‌ها برای دو میله همان تفاوت طول آن‌هاست، معمولاً کسرهایی از میکرومتر.
تداخل‌سنج: شمردن نوارها
نور به دو باریکه تقسیم می‌شود که دوباره روی پرده به هم می‌رسند. اگر یکی از آینه‌ها نیم طول‌موج جابه‌جا شود، نوار روشن روی پرده جای خود را به نوار بعدی می‌دهد. شمار نوارهای گذشته ضرب در λ/2 جابه‌جایی آینه را می‌دهد. در 1892 مایکلسون بدین‌سان متر را بر حسب طول‌موج خط سرخ کادمیوم بیان کرد.
متر به‌سان زمان پرواز
تلسکوپی تپی لیزری به سوی بازتابندهٔ گوشه‌ای می‌فرستد که هیئتی بر ماه گذاشته است. نور پس از حدود 2,56 s برمی‌گردد. فاصله نیمی از این زمان ضرب در c است. از میلیون‌ها فوتون تنها چندتایی برمی‌گردند، اما پس از میانگین‌گیری فاصلهٔ ماه تا حد میلی‌متر معلوم است.
05 · قواعد نگارش
فاصله · حروف بزرگ · پیشوندهاعدد، فاصله، m
میان عدد و نماد یک فاصلهٔ نشکن می‌آید. نماد ایستاده نوشته می‌شود، بی‌نقطه و بی‌پسوند. پیشوند چسبیده به m نوشته می‌شود، و تنها یکی. اگر چند کمیت باشد، یکا کنار هر عدد می‌آید.
پیشوند کیلو با k کوچک نوشته می‌شود: K بزرگ نشانهٔ کلوین است. «میکرون» و «mkm» در 1967 از کاربرد افتادند؛ درست آن µm است. دو پیشوند پشت سر هم ممنوع است، پس به جای «mµm» نوشته می‌شود nm. در «3 × 4 m» روشن نیست که متر به هر دو عدد برمی‌گردد یا نه. کوته‌نوشت‌های mps و sec از انگلیسی روزمره آمده‌اند و جزو SI نیستند.
06 · یکاهای همسایه
از راه ثانیه و از راه cمتر بر ثانیه تکیه دارد: بی‌ساعت نمی‌توان آن را بازتولید کرد. سال نوری از راه همین سرعت نور تعریف می‌شود و آنگستروم چیزی جز یک‌دهم نانومتر نیست که برای اتم‌ها و بلورها نگه داشته شده است.
متر از آن و از عدد c به دست می‌آید.
Åاندازهٔ یک اتم، به کار بلورشناسان.
lyآن هم مسیر نور، فقط در یک سال.
07 · بخش تاریخی
بایگانی · چهار تعریفدویست سال از یک طول یگانه
{title}
{text}
هر بار حدود صد برابر دقیق‌تر
طول هر نوار نشان می‌دهد چند رقم اعشار از متر را می‌شد بازتولید کرد. مقیاس لگاریتمی است: هر درجه یک رقم است. برای 1799 انحراف متر آرشیو از طرح نشان داده شده و برای بقیه عدم قطعیت بازتولید.
در دویست سال دقت ده میلیون برابر شد. اما خود طول تغییری نکرد: متر 1983 در حد دقت میله با متر 1889 برابر است.
دو طولی که می‌توانستند متر شوند
در 1791 فرهنگستان علوم دو نامزد داشت. نخستین، طول آونگی بود که دقیقاً در یک ثانیه از یک سو به سوی دیگر می‌رود. چنین آونگی از متر امروز کوتاه‌تر است: حدود 0,994 m. کنار گذاشته شد. گرانش با عرض جغرافیایی تغییر می‌کند و آونگ در پاریس و در استوا طول‌های متفاوتی پیدا می‌کند. افزون بر این، طول به ثانیه وابسته می‌شد و ثانیه آن زمان بخشی از شبانه‌روز بود.
نامزد دوم یک ده‌میلیونیم ربع نصف‌النهار بود. همین برگزیده شد و دستور اندازه‌گیری کمان داده شد. اما ربع نصف‌النهار واقعی حدود 10 001 966 m است. پس متر در نظر گرفته 0,197 mm بلندتر از متر آرشیو می‌شد.
متر آرشیو یک سنجهٔ سرتاسری بود: طولش را دو سطح سر آن تعیین می‌کرد. سطح‌های سر با هر تماس ساییده می‌شوند. از این رو استاندارد 1889 خط‌دار ساخته شد: طولش را خط‌هایی روی صفحهٔ خنثای میله تعیین می‌کنند. طول از متر آرشیو گرفته شد، نه از نصف‌النهار. بدین‌سان آن 0,197 mm برای همیشه در متر ماند.
فهرست کمیت‌ها
برگهٔ متر باز شد
فهرست · همهٔ کمیت‌ها در یک صفحهآزمایشگاه دمِ ورودی فهرستیک قطره اسید رنگ آب‌میوه را تغییر می‌دهد، نمک شعله را رنگی می‌کند، آب با یک ضربه یخ می‌زند. زیر آن‌ها همهٔ برگه‌های Simetrium، بر پایهٔ رشته و به ترتیب الفبا.باز کردن فهرست ←
یکاهای طول و هرچه از آن برآمده است
{note}
