メートル
SI 基本単位 · 量:長さ
01 · 定義
メートルは地球子午線の四分の一の一千万分の一として生まれた。今日では光が 1/299 792 458 秒間に進む距離である——長さは時間から導かれる量になった。
1983 年、計量学は思いがけない一手を打った。光速をさらに精密に測るのではなく、それを正確な値と宣言したのだ——毎秒 299 792 458 メートル、それ以上でも以下でもない。その瞬間から、長さを測ることは光の飛行時間を測ることになり、八十年間メートルであり続けたセーヴルの白金イリジウム棒は博物館の収蔵品になった。副作用として、長さの正確さは秒の正確さに制限されるようになった——そして原子時計はどんな物差しよりも五桁優れている。
実験室ではメートルを物差しで写し取らない——セシウム時計に周波数を固定した安定化レーザーの干渉縞を数える。測地学は惑星スケールで同じことをする:GPS が測るのは信号の遅延、つまりまたしても時間である。
02 · 換算
長さを入力すると、パスポートが換算します
1918 年以前のロシアの度量はイギリスのものと結び付いていた。アルシンはちょうど 28 インチ、サージェンは 3 アルシン、ヴェルスタは 500 サージェン。したがって換算は正確で、丸めがない:1899 年の定義により 1 サージェン = 2.133 6 m。
「ミクロン」と「オングストローム」は SI から外された:µm、0.1 nm と書く。海里は残った——子午線の弧の 1 分に等しく、航海に便利だからである。
| 単位 | 名称 | 数値 | 使われる場面 |
|---|---|---|---|
| 1 m | メートル | 1 m | SI 基本単位 |
| 1 ft | フィート | 0.3048 m | 正確、1959 年以降 |
| 1 in | インチ | 0.0254 m | 正確、1/12 ft |
| 1 yd | ヤード | 0.9144 m | 正確、3 ft |
| 1 mi | マイル | 1609.344 m | 法定マイル |
| 1 nmi | 海里 | 1852 m | 正確、定義による |
| 1 au | 天文単位 | 149 597 870 700 m | 正確、IAU 2012 |
1 m = 3.280839895 ft(正確、1959 年の協定による)
03 · 桁の世界
プランク長から宇宙の地平線まで長さ
04 · 測定器
メートルはどう測られるか
縞を数える:一本の縞は半波長、約 316 nm。メートルの第一の実現方法、正確さ 10⁻¹¹。
フェムト秒レーザーは何千もの周波数からなる「物差し」を与え、光学をセシウム時計に結び付ける——秒からメートルへの架け橋である。
ヨハンソンの平行ゲージブロック:互いに密着し、メートルを工房へ運ぶ。公差——マイクロメートルの十分の一の桁。
野外では長さを時間で測る:レーザー距離計はパルスの遅延を、衛星は信号の位相を数える。キロメートルの先にミリメートルが見える。
05 · 表記の規則
小文字の m。大文字の M はメガのものだから
メートルは小文字のラテン文字 m で、ピリオドなしで書く。「5 M」は五メガ何かの意味で、「5 m.」は新聞の略記である。接頭語は記号と一体になる:km、cm、µm——決して「Km」や「mcm」とは書かない。平方メートルと立方メートルは m² と m³ であり、技術文書で「平米」とは書かない。
07 · 歴史の間
メートル以前、長さはどう測られたか
3 アルシン、7 フィート。1899 年からイギリスの度量と正確に結び付き、換算に余りが出ない。
ちょうど 28 インチ、16 ヴェルショーク。織物の商いと建築図面での主要な尺度。
500 サージェン。道の尺度であり、ヴェルスタ標柱と「一ヴェルスタ先から見える」という言い回しを残した。
セーヴルの X 形断面の棒と、各国に配られた三十個の複製。当時のメートルは、落としかねない一個の物体だった。
メートルは四度再定義された唯一の単位
1795 年——子午線の分数。1799 年——公文書館の白金棒。1889 年——白金イリジウム原器。1960 年——クリプトン 86 の波長の 1 650 763.73 倍。1983 年——1/299 792 458 秒間の光の行程。一歩ごとに物質の担い手が取り除かれ、最後の一歩でメートルは独立した量であることを完全にやめた。今では定数 c を通じて秒から導かれる。興味深い細部:十八世紀の子午線四分儀の測量は 1 メートルあたり約 0.2 mm 狂っており、その誤差は定義に永遠に残った——赤道は 40 000 km より 75 メートル長い。
カタログ · 国際単位系
すべての量にパスポートを
七つの基本単位、固有の名を持つ二十二の組立単位、そして流通を終えた単位系のアーカイブ。それぞれが独立した一枚:定義、次元、換算、測定器、表記の規則。33 言語で。