Наверху треугольники меридианной цепи загораются по очереди, от Дюнкерка до Барселоны. Сквозь арки буквы m бежит оранжевая волна криптоновой линии. Внизу лежит эталонный брусок со штрихами на концах. Красный импульс света идёт по нему от нуля до отметки 1 m и вспыхивает. Над правым штрихом микроскоп: штрихи медленно смещаются в его кресте. В окошке N бегут интерференционные полосы.
Паспорт величины
длина ред. 2026-10Метр m
Основная единица СИ · величина: длина L
Семь лет на дугу меридиана, и брусок оказался короче на 0,2 mm
В июне 1792 года из Парижа выехали два астронома, Деламбр и Мешен. Им поручили измерить дугу меридиана от Дюнкерка до Барселоны. Из этой дуги собирались получить новую единицу длины: десятимиллионную долю расстояния от полюса до экватора. Работа заняла семь лет.
В 1799 году по их расчёту изготовили платиновый брусок — метр Архива. Позже выяснилось, что он короче задуманного примерно на 0,2 mm. Исправлять его не стали: по нему уже сверили линейки. С тех пор определение менялось трижды. Каждый раз длину оставляли прежней, менялся только способ её воспроизвести.
Сегодня метр задан через скорость света. Это путь, который свет проходит в вакууме за 1/299 792 458 секунды. Число c зафиксировано точно, поэтому метр воспроизводится так же точно, как секунда.
Обозначение — строчная латинская m, прямым шрифтом и без точки. В русском тексте пишут «м». Прописная M означает не метр, а приставку «мега»: Mm — мегаметр, тысяча километров.
m — метр, а не масса m и не минута min. mm — миллиметр, а не «метр на метр»: квадратный метр пишется m². Морская миля обозначается M или NM, и с метром её путают чаще, чем кажется.
01 · Определение
меридиан · брусок · волна · светМетр — это длина пути, который свет проходит в вакууме за 1/299 792 458 секунды. Так записано в определении с 1983 года. С 2019 года ту же мысль формулируют через число: скорость света c равна ровно 299 792 458 m/s.
Такое определение не требует хранить эталон. Любая лаборатория может воспроизвести метр сама, если у неё есть точные часы и источник света с известной частотой. На практике для этого берут лазер со стабилизированной частотой и считают длины волн.
До этого метр задавали трижды, и каждый раз иначе. Сначала через размер Земли. Потом через платиновый брусок в подвале под Парижем. Потом через длину волны света криптоновой лампы. На каждом шаге новое определение подгоняли под прежнюю длину, а точность росла примерно в сто раз.
Чем мерили метр и насколько точно
Четыре вкладки — четыре определения по порядку. Стальным цветом нарисованы инструмент и эталон, оранжевым — свет криптоновой лампы и полосы, красным — лазерный импульс и всё, что уходит за допуск. Справа на каждой вкладке шкала: стрелка показывает, насколько полученный метр отличается от нынешнего. Ползунки меняют условия опыта, кнопка действия запускает измерение заново.
Время меряют точнее, чем длину
К 1970-м годам атомные часы стали точнее любого эталона длины в тысячи раз. Скорость света к тому времени измерили так хорошо, что неточность почти целиком шла от криптонового метра. Тогда решили поступить наоборот: объявить c точным числом, а метр выводить из секунды. После 1983 года скорость света больше не измеряют. Измерение c стало проверкой часов и интерферометра.
02 · Пересчёт
СИ · имперские · историческиеМетр в других единицах длины
Введите длину и выберите единицу. Таблица пересчитает её в кратные метра, в имперские меры или в старые меры Европы. С 1959 года ярд и дюйм заданы через метр точно, поэтому в имперской вкладке почти все числа точные.
Международный эталон 1889 года показывал метр при 0 °C, в тающем льду. Сегодня размеры деталей и концевых мер указывают при 20 °C — так требует стандарт ISO 1. Стальная деталь длиной 1 m при 30 °C длиннее, чем при 20 °C, примерно на 0,1 mm. Это больше, чем допуск у многих посадок.
| Единица | Значение | Как задана |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Приборы измерения
угол · штрих · полоса · импульсЧетыре прибора — четыре метра
Повторительный круг Борда
Этим кругом Деламбр и Мешен мерили углы треугольников и высоту звёзд над горизонтом. Угол снимали много раз подряд, не возвращая круг к нулю, а потом делили сумму на число отсчётов. Так ошибка одного отсчёта уменьшалась. По высоте звёзд находили широту концов дуги.
Компаратор: брусок против бруска
Над столом закреплены два микроскопа на расстоянии около метра. Под них по очереди подводят эталон и копию. В каждом микроскопе видно три штриха на конце бруска. Оператор совмещает средний штрих с нитью и снимает отсчёт микрометрического винта. Разница отсчётов для двух брусков и есть разница их длин, обычно в долях микрометра.
Интерферометр: счёт полос
Свет делят на два луча и снова сводят на экране. Если одно зеркало сдвинуть на полдлины волны, светлая полоса на экране сменится соседней. Число прошедших полос, умноженное на λ/2, даёт сдвиг зеркала. В 1892 году Майкельсон так выразил метр в длинах волн красной линии кадмия.
Метр как время пролёта
Телескоп посылает лазерный импульс к уголковому отражателю, оставленному на Луне экспедицией. Свет возвращается примерно через 2,56 s. Расстояние равно половине этого времени, умноженной на c. Из миллионов фотонов назад приходят единицы, но после усреднения расстояние до Луны известно с точностью до миллиметров.
05 · Правила записи
пробел · регистр · приставкиЧисло, пробел, m
Между числом и обозначением ставят неразрывный пробел. Обозначение пишут прямым шрифтом, без точки и без окончаний. Приставку пишут слитно с m и только одну. Единицу ставят у каждого числа, если величин несколько.
Приставка «кило» пишется строчной k: прописная K означает кельвин. «Микрон» и «mkm» вышли из употребления в 1967 году, правильно — µm. Две приставки подряд запрещены, поэтому вместо «mµm» пишут nm. В записи «3 × 4 m» непонятно, относится ли метр к обоим числам. Сокращения mps и sec взяты из английского и в СИ не входят.
06 · Соседние единицы
через секунду и через cМетр держится на секунде: без часов его нельзя воспроизвести. Через ту же скорость света задан световой год, а ангстрем — просто десятая доля нанометра, которую оставили для атомов и кристаллов.
Метр выводят из неё и из числа c.
ÅРазмер атома, удобный кристаллографам.
lyТоже путь света, только за год.
07 · Исторический раздел
архив · четыре определенияДвести лет одной и той же длины
{title}
{text}
Каждый раз примерно в сто раз точнее
Длина полосы — сколько десятичных знаков метра можно было воспроизвести. Шкала логарифмическая: каждое деление — один знак. Для 1799 года показано расхождение метра Архива с замыслом, для остальных — неопределённость воспроизведения.
За двести лет точность выросла в десять миллионов раз. А сама длина не изменилась: метр 1983 года равен метру 1889 года в пределах точности бруска.
Две длины, которые могли стать метром
В 1791 году у Академии наук было два кандидата. Первый — длина маятника, который качается из стороны в сторону ровно за одну секунду. Такой маятник короче нынешнего метра: около 0,994 m. Его отвергли. Сила тяжести меняется с широтой, и маятник в Париже и на экваторе получается разной длины. Кроме того, длина зависела бы от секунды, а секунда тогда была долей суток.
Второй кандидат — десятимиллионная доля четверти меридиана. Его и выбрали, а дугу поручили измерить. Но настоящая четверть меридиана равна примерно 10 001 966 m. Значит, задуманный метр был бы длиннее метра Архива на 0,197 mm.
Метр Архива был концевой мерой: длину задавали его торцы. Торцы изнашиваются от каждого касания. Поэтому эталон 1889 года сделали штриховым: длину задают штрихи на нейтральной плоскости бруска. Длину при этом перенесли с метра Архива, а не с меридиана. Так 0,197 mm остались в метре навсегда.
Каталог величин
открыт паспорт метра
Указатель · все величины на одной страницеЛаборатория у входа в указательКапля кислоты меняет цвет сока, соль красит пламя, вода замерзает от стука. Под ними — все листы Simetrium по дисциплинам и по алфавиту.Открыть указатель →
Единицы длины и всё, что из неё выведено
{note}
