Hore sa postupne rozsvecujú trojuholníky poludníkovej siete, od Dunkerque po Barcelonu. Oblúkmi písmena m prebieha oranžová vlna kryptónovej čiary. Dole leží etalónová tyč s ryskami na koncoch. Červený svetelný impulz po nej beží od nuly k ryske 1 m a zablysne sa. Nad pravou ryskou stojí mikroskop: rysky sa pomaly posúvajú jeho zámerným krížom. V okienku N ubiehajú interferenčné prúžky.
List jednotky
dĺžka rev. 2026-10Meter m
Základná jednotka SI · veličina: dĺžka L
Sedem rokov na poludníkový oblúk a tyč vyšla o 0,2 mm kratšia
V júni 1792 vyrazili z Paríža dvaja astronómovia, Delambre a Méchain. Mali zmerať oblúk poludníka od Dunkerque po Barcelonu. Z tohto oblúka chceli získať novú jednotku dĺžky: desaťmilióntinu vzdialenosti od pólu k rovníku. Práca trvala sedem rokov.
V roku 1799 podľa ich výpočtu zhotovili platinovú tyč — meter Archívu. Neskôr sa ukázalo, že je asi o 0,2 mm kratší, než sa zamýšľalo. Neopravili ho: podľa neho už boli nastavené pravítka. Odvtedy sa definícia zmenila trikrát. Zakaždým dĺžka zostala rovnaká, menil sa len spôsob, ako ju reprodukovať.
Dnes je meter určený pomocou rýchlosti svetla. Je to dráha, ktorú svetlo prejde vo vákuu za 1/299 792 458 sekundy. Číslo c je pevne stanovené, takže meter sa dá reprodukovať rovnako presne ako sekunda.
Značkou je malé latinské m, stojatým písmom a bez bodky. V ruskom texte sa píše «м». Veľké M neznamená meter, ale predponu mega: Mm je megameter, tisíc kilometrov.
m je meter, nie hmotnosť m ani minúta min. mm je milimeter, nie „meter krát meter“: štvorcový meter sa píše m². Námorná míľa sa značí M alebo NM a s metrom sa zamieňa častejšie, než by sa zdalo.
01 · Definícia
poludník · tyč · vlna · svetloMeter je dĺžka dráhy, ktorú prejde svetlo vo vákuu za čas 1/299 792 458 sekundy. Tak znie definícia od roku 1983. Od roku 2019 sa tá istá myšlienka formuluje číslom: rýchlosť svetla c je presne 299 792 458 m/s.
Takáto definícia nevyžaduje uchovávaný etalón. Každé laboratórium môže meter reprodukovať samo, ak má presné hodiny a zdroj svetla so známou frekvenciou. V praxi sa na to používa frekvenčne stabilizovaný laser a počítajú sa vlnové dĺžky.
Predtým bol meter definovaný trikrát a zakaždým inak. Najprv cez veľkosť Zeme. Potom cez platinovú tyč v pivnici pod Parížom. Potom cez vlnovú dĺžku svetla kryptónovej výbojky. V každom kroku sa nová definícia prispôsobila doterajšej dĺžke a presnosť vzrástla zhruba stonásobne.
Čím sa meter meral a ako presne
Štyri karty — štyri definície po poriadku. Oceľovo modrou je nakreslený prístroj a etalón, oranžovou svetlo kryptónovej výbojky a prúžky, červenou laserový impulz a všetko, čo vybočuje z tolerancie. Vpravo na každej karte ukazuje stupnica, o koľko sa získaný meter líši od dnešného. Posúvače menia podmienky pokusu, tlačidlo akcie spúšťa meranie znova.
Čas sa meria presnejšie než dĺžka
V 70. rokoch boli atómové hodiny tisícnásobne presnejšie než akýkoľvek etalón dĺžky. Rýchlosť svetla bola vtedy zmeraná tak dobre, že neistota pochádzala takmer celá z kryptónového metra. Rozhodlo sa teda postupovať naopak: vyhlásiť c za presné číslo a meter odvodzovať zo sekundy. Od roku 1983 sa rýchlosť svetla už nemeria. Meranie c sa stalo kontrolou hodín a interferometrov.
02 · Prevod
SI · imperiálne · historickéMeter v iných jednotkách dĺžky
Zadajte dĺžku a zvoľte jednotku. Tabuľka ju prepočíta na násobky metra, na imperiálne miery alebo na staré miery Európy. Od roku 1959 sú yard a palec určené cez meter presne, takže na imperiálnej karte sú takmer všetky čísla presné.
Medzinárodný prototyp z roku 1889 udával meter pri 0 °C, v topiacom sa ľade. Dnes sa rozmery súčiastok a koncových mierok udávajú pri 20 °C, ako vyžaduje norma ISO 1. Oceľová súčiastka dlhá 1 m je pri 30 °C asi o 0,1 mm dlhšia než pri 20 °C. To je viac než tolerancia mnohých uložení.
| Jednotka | Hodnota | Ako je určená |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Meracie prístroje
uhol · ryska · prúžok · impulzŠtyri prístroje — štyri metre
Bordov opakovací kruh
Týmto kruhom merali Delambre a Méchain uhly trojuholníkov a výšku hviezd nad obzorom. Uhol sa odčítaval mnohokrát po sebe bez vrátenia kruhu na nulu a súčet sa potom delil počtom odčítaní. Tak sa chyba jedného odčítania zmenšovala. Z výšky hviezd sa určovala zemepisná šírka koncov oblúka.
Komparátor: tyč proti tyči
Nad stolom sú upevnené dva mikroskopy asi meter od seba. Pod ne sa striedavo prisúva etalón a kópia. V každom mikroskope vidno tri rysky na konci tyče. Pozorovateľ nastaví prostrednú rysku na vlákno a odčíta mikrometrickú skrutku. Rozdiel odčítaní pre obe tyče je rozdiel ich dĺžok, zvyčajne zlomky mikrometra.
Interferometer: počítanie prúžkov
Svetlo sa rozdelí na dva zväzky, ktoré sa opäť spoja na tienidle. Ak sa jedno zrkadlo posunie o polovicu vlnovej dĺžky, svetlý prúžok na tienidle vystrieda ďalší. Počet prejdených prúžkov krát λ/2 dáva posun zrkadla. V roku 1892 tak Michelson vyjadril meter vo vlnových dĺžkach červenej čiary kadmia.
Meter ako čas letu
Ďalekohľad vyšle laserový impulz k rohovému odrážaču, ktorý na Mesiaci zanechala expedícia. Svetlo sa vráti asi za 2,56 s. Vzdialenosť je polovica tohto času krát c. Z miliónov fotónov sa vráti len niekoľko, no po spriemerovaní je vzdialenosť Mesiaca známa na milimetre.
05 · Pravidlá zápisu
medzera · veľké písmená · predponyČíslo, medzera, m
Medzi číslom a značkou sa píše nezlomiteľná medzera. Značka sa píše stojatým písmom, bez bodky a bez koncoviek. Predpona sa píše spolu s m, a len jedna. Ak je veličín viac, jednotka stojí pri každom čísle.
Predpona kilo sa píše malým k: veľké K značí kelvin. „Mikrón“ a „mkm“ vyšli z používania v roku 1967; správne je µm. Dve predpony za sebou sú zakázané, takže namiesto „mµm“ sa píše nm. V zápise „3 × 4 m“ nie je jasné, či meter patrí k obom číslam. Skratky mps a sec pochádzajú z hovorovej angličtiny a do SI nepatria.
06 · Susedné jednotky
cez sekundu a cez cMeter stojí na sekunde: bez hodín ho nemožno reprodukovať. Cez tú istú rýchlosť svetla je určený svetelný rok a angström je jednoducho desatina nanometra, ponechaná pre atómy a kryštály.
Meter sa odvodzuje z nej a z čísla c.
ÅVeľkosť atómu, pohodlná pre kryštalografov.
lyTiež dráha svetla, len za rok.
07 · Historický oddiel
archív · štyri definícieDvesto rokov jednej a tej istej dĺžky
{title}
{text}
Zakaždým zhruba stokrát presnejšie
Dĺžka pruhu udáva, koľko desatinných miest metra sa dalo reprodukovať. Stupnica je logaritmická: každý dielik je jedno miesto. Pre rok 1799 je ukázaná odchýlka metra Archívu od zámeru, pre ostatné neistota reprodukcie.
Za dvesto rokov vzrástla presnosť desaťmiliónkrát. Samotná dĺžka sa však nezmenila: meter z roku 1983 sa rovná metru z roku 1889 v medziach presnosti tyče.
Dve dĺžky, ktoré sa mohli stať metrom
V roku 1791 mala Akadémia vied dvoch kandidátov. Prvým bola dĺžka kyvadla, ktoré sa prekývne z jednej strany na druhú presne za sekundu. Také kyvadlo je kratšie než dnešný meter: asi 0,994 m. Zamietli ho. Tiaž sa mení so zemepisnou šírkou a kyvadlo vychádza inak dlhé v Paríži a na rovníku. Okrem toho by dĺžka závisela od sekundy, a sekunda bola vtedy zlomkom dňa.
Druhým kandidátom bola desaťmilióntina kvadrantu poludníka. Ten zvolili a dali zmerať oblúk. Skutočný kvadrant poludníka však meria asi 10 001 966 m. Zamýšľaný meter by teda bol o 0,197 mm dlhší než meter Archívu.
Meter Archívu bol koncovou mierkou: dĺžku určovali jeho čelá. Čelá sa opotrebúvajú pri každom dotyku. Preto bol etalón z roku 1889 zhotovený ako čiarkový: dĺžku určujú rysky na neutrálnej rovine tyče. Dĺžka sa pritom prevzala z metra Archívu, nie z poludníka. Tak zostalo 0,197 mm v metri navždy.
Katalóg veličín
otvorený list metra
Register · všetky veličiny na jednej stránkeLaboratórium pri vstupe do registraKvapka kyseliny zmení farbu šťavy, soľ zafarbí plameň, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všetky listy Simetria podľa odborov a abecedne.Otvoriť register →
Jednotky dĺžky a všetko, čo je z nej odvodené
{note}
