ด้านบน สามเหลี่ยมของโครงข่ายเส้นเมริเดียนสว่างขึ้นทีละรูป จากดันเคิร์กถึงบาร์เซโลนา คลื่นสีส้มของเส้นสเปกตรัมคริปทอนวิ่งผ่านโค้งของตัวอักษร m ด้านล่างคือแท่งมาตรฐานที่มีขีดสลักไว้ที่ปลายทั้งสอง พัลส์แสงสีแดงวิ่งไปตามแท่งจากศูนย์ถึงขีด 1 m แล้ววาบขึ้น เหนือขีดด้านขวามีกล้องจุลทรรศน์ ขีดค่อย ๆ เลื่อนผ่านเส้นกากบาทของกล้อง ในช่อง N แถบการแทรกสอดเลื่อนผ่านไป
แผ่นข้อมูลหน่วย
ความยาว ปรับปรุง 2026-10เมตร m
หน่วยฐาน SI · ปริมาณ: ความยาว L
เจ็ดปีบนส่วนโค้งเมริเดียน และแท่งออกมาสั้นไป 0.2 mm
เดือนมิถุนายน 1792 นักดาราศาสตร์สองคนออกเดินทางจากปารีส คือเดอลอมบร์และเมแชง ทั้งสองได้รับมอบหมายให้วัดส่วนโค้งเมริเดียนจากดันเคิร์กถึงบาร์เซโลนา จากส่วนโค้งนี้ต้องการได้หน่วยความยาวใหม่ คือหนึ่งในสิบล้านของระยะจากขั้วโลกถึงเส้นศูนย์สูตร งานนี้ใช้เวลาเจ็ดปี
ปี 1799 มีการสร้างแท่งแพลทินัมตามการคำนวณของทั้งสอง เรียกว่าเมตรแห่งหอจดหมายเหตุ ภายหลังพบว่ามันสั้นกว่าที่ตั้งใจไว้ราว 0.2 mm แต่ไม่ได้แก้ไข เพราะได้เทียบไม้บรรทัดกับแท่งนี้ไปแล้ว นับแต่นั้นนิยามเปลี่ยนสามครั้ง ทุกครั้งความยาวยังคงเดิม สิ่งที่เปลี่ยนมีเพียงวิธีสร้างความยาวนั้นขึ้นใหม่
ปัจจุบันเมตรนิยามผ่านความเร็วแสง คือระยะที่แสงเดินทางในสุญญากาศภายใน 1/299 792 458 วินาที จำนวน c ถูกกำหนดตายตัวพอดี เมตรจึงสร้างขึ้นใหม่ได้แม่นยำเท่ากับวินาที
สัญลักษณ์คืออักษรละตินตัวเล็ก m เขียนตัวตรงและไม่มีจุด ในข้อความภาษารัสเซียเขียนว่า «м» ตัวใหญ่ M ไม่ใช่เมตร แต่เป็นคำอุปสรรคเมกะ: Mm คือเมกะเมตร หรือหนึ่งพันกิโลเมตร
m คือเมตร ไม่ใช่มวล m และไม่ใช่นาที min ส่วน mm คือมิลลิเมตร ไม่ใช่ “เมตรคูณเมตร” ตารางเมตรเขียนว่า m² ไมล์ทะเลใช้สัญลักษณ์ M หรือ NM และถูกสับสนกับเมตรบ่อยกว่าที่คิด
01 · นิยาม
เมริเดียน · แท่ง · คลื่น · แสงเมตรคือความยาวของเส้นทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศในช่วงเวลา 1/299 792 458 วินาที นี่คือถ้อยคำของนิยามตั้งแต่ปี 1983 ตั้งแต่ปี 2019 แนวคิดเดียวกันนี้แสดงผ่านจำนวน: ความเร็วแสง c เท่ากับ 299 792 458 m/s พอดี
นิยามแบบนี้ไม่ต้องเก็บรักษาแท่งมาตรฐาน ห้องปฏิบัติการใดที่มีนาฬิกาแม่นยำและแหล่งแสงที่รู้ความถี่ ก็สร้างเมตรขึ้นเองได้ ในทางปฏิบัติใช้เลเซอร์ที่ทำให้ความถี่เสถียร แล้วนับความยาวคลื่น
ก่อนหน้านั้นเมตรถูกนิยามสามครั้ง และแต่ละครั้งต่างกัน ครั้งแรกผ่านขนาดของโลก ต่อมาผ่านแท่งแพลทินัมในห้องใต้ดินใต้กรุงปารีส ต่อมาผ่านความยาวคลื่นแสงจากหลอดคริปทอน ทุกขั้นนิยามใหม่ถูกปรับให้ตรงกับความยาวเดิม และความแม่นยำเพิ่มขึ้นราวร้อยเท่า
วัดเมตรด้วยอะไร และแม่นยำเพียงใด
สี่แท็บ สี่นิยามตามลำดับ สีน้ำเงินเหล็กคือเครื่องมือและมาตรฐาน สีส้มคือแสงของหลอดคริปทอนและแถบ สีแดงคือพัลส์เลเซอร์และทุกอย่างที่หลุดค่าเผื่อ ทางขวาของแต่ละแท็บมีสเกลบอกว่าเมตรที่ได้ต่างจากเมตรปัจจุบันเท่าใด ตัวเลื่อนเปลี่ยนเงื่อนไขการทดลอง ปุ่มทำงานเริ่มการวัดใหม่
เวลาวัดได้แม่นกว่าความยาว
ราวทศวรรษ 1970 นาฬิกาอะตอมแม่นยำกว่ามาตรฐานความยาวใด ๆ หลายพันเท่า ความเร็วแสงก็วัดได้ดีมากจนความไม่แน่นอนเกือบทั้งหมดมาจากเมตรคริปทอน จึงตัดสินใจทำกลับกัน คือประกาศให้ c เป็นจำนวนที่แน่นอน แล้วคำนวณเมตรจากวินาที ตั้งแต่ปี 1983 ไม่มีการวัดความเร็วแสงอีก การวัด c กลายเป็นการตรวจนาฬิกาและอินเทอร์เฟอโรมิเตอร์
02 · การแปลงหน่วย
SI · อังกฤษ · ประวัติศาสตร์เมตรในหน่วยความยาวอื่น
ป้อนความยาวและเลือกหน่วย ตารางจะแปลงเป็นพหุคูณของเมตร หน่วยอังกฤษ หรือหน่วยเก่าของยุโรป ตั้งแต่ปี 1959 หลาและนิ้วนิยามผ่านเมตรอย่างแน่นอน ตัวเลขในแท็บหน่วยอังกฤษจึงแทบทั้งหมดเป็นค่าแน่นอน
ต้นแบบนานาชาติปี 1889 ให้ค่าเมตรที่ 0 °C ในน้ำแข็งที่กำลังละลาย ปัจจุบันขนาดของชิ้นส่วนและเกจบล็อกระบุที่ 20 °C ตามที่มาตรฐาน ISO 1 กำหนด ชิ้นส่วนเหล็กยาว 1 m ที่ 30 °C จะยาวกว่าที่ 20 °C ราว 0.1 mm ซึ่งมากกว่าค่าเผื่อของงานสวมประกอบหลายแบบ
| หน่วย | ค่า | นิยามอย่างไร |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · เครื่องมือวัด
มุม · ขีด · แถบ · พัลส์เครื่องมือสี่ชิ้น สี่เมตร
วงกลมวัดซ้ำของบอร์ดา
เดอลอมบร์และเมแชงใช้วงกลมนี้วัดมุมของสามเหลี่ยมและความสูงของดาวเหนือขอบฟ้า มุมหนึ่งถูกอ่านซ้ำหลายครั้งติดกันโดยไม่หมุนวงกลมกลับศูนย์ แล้วจึงหารผลรวมด้วยจำนวนครั้งที่อ่าน ความคลาดเคลื่อนของการอ่านแต่ละครั้งจึงลดลง จากความสูงของดาวจะหาละติจูดของปลายทั้งสองของส่วนโค้งได้
เครื่องเปรียบเทียบ: แท่งต่อแท่ง
เหนือโต๊ะมีกล้องจุลทรรศน์สองตัวยึดไว้ห่างกันราวหนึ่งเมตร ใต้กล้องจะเลื่อนแท่งมาตรฐานกับแท่งสำเนาเข้าไปสลับกัน ในกล้องแต่ละตัวเห็นขีดสามขีดที่ปลายแท่ง ผู้สังเกตเลื่อนขีดกลางให้ตรงเส้นใยแล้วอ่านสกรูไมโครมิเตอร์ ผลต่างของค่าที่อ่านได้จากสองแท่งคือผลต่างของความยาว ซึ่งปกติเป็นเศษส่วนของไมโครเมตร
อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์: นับแถบ
แสงถูกแยกเป็นสองลำแล้วนำมารวมกันอีกบนฉาก ถ้าเลื่อนกระจกบานหนึ่งไปครึ่งความยาวคลื่น แถบสว่างบนฉากจะถูกแทนที่ด้วยแถบถัดไป จำนวนแถบที่ผ่านไปคูณด้วย λ/2 คือระยะเลื่อนของกระจก ปี 1892 ไมเคิลสันใช้วิธีนี้แสดงเมตรเป็นความยาวคลื่นของเส้นสีแดงของแคดเมียม
เมตรในฐานะเวลาเดินทาง
กล้องโทรทรรศน์ส่งพัลส์เลเซอร์ไปยังตัวสะท้อนมุมที่คณะสำรวจทิ้งไว้บนดวงจันทร์ แสงกลับมาในราว 2.56 s ระยะทางเท่ากับครึ่งหนึ่งของเวลานี้คูณ c จากโฟตอนนับล้านมีกลับมาเพียงไม่กี่ตัว แต่เมื่อเฉลี่ยแล้วรู้ระยะถึงดวงจันทร์ได้ละเอียดถึงมิลลิเมตร
05 · กฎการเขียน
ช่องว่าง · ตัวพิมพ์ · คำอุปสรรคจำนวน ช่องว่าง m
ระหว่างจำนวนกับสัญลักษณ์ใส่ช่องว่างที่ไม่ตัดบรรทัด สัญลักษณ์เขียนตัวตรง ไม่มีจุดและไม่มีคำลงท้าย คำอุปสรรคเขียนติดกับ m และใช้เพียงตัวเดียว ถ้ามีหลายปริมาณ ให้ใส่หน่วยกับทุกจำนวน
คำอุปสรรคกิโลเขียนด้วย k ตัวเล็ก ตัวใหญ่ K หมายถึงเคลวิน “ไมครอน” และ “mkm” เลิกใช้ในปี 1967 ที่ถูกต้องคือ µm ห้ามใช้คำอุปสรรคสองตัวติดกัน จึงเขียน nm แทน “mµm” ใน “3 × 4 m” ไม่ชัดว่าเมตรใช้กับทั้งสองจำนวนหรือไม่ อักษรย่อ mps และ sec มาจากภาษาอังกฤษในชีวิตประจำวันและไม่อยู่ใน SI
06 · หน่วยข้างเคียง
ผ่านวินาทีและผ่าน cเมตรตั้งอยู่บนวินาที ไม่มีนาฬิกาก็สร้างเมตรขึ้นใหม่ไม่ได้ ปีแสงนิยามผ่านความเร็วแสงเดียวกัน ส่วนอังสตรอมเป็นเพียงหนึ่งในสิบของนาโนเมตรที่เก็บไว้ใช้กับอะตอมและผลึก
เมตรคำนวณจากวินาทีและจำนวน c
Åขนาดของอะตอม สะดวกสำหรับนักผลึกศาสตร์
lyเป็นเส้นทางของแสงเช่นกัน เพียงแต่ในหนึ่งปี
07 · ภาคประวัติ
คลังเอกสาร · สี่นิยามสองร้อยปีของความยาวเดียวกัน
{title}
{text}
แต่ละครั้งแม่นยำขึ้นราวร้อยเท่า
ความยาวของแถบแสดงว่าสร้างเมตรขึ้นใหม่ได้ละเอียดถึงทศนิยมกี่ตำแหน่ง สเกลเป็นลอการิทึม แต่ละช่องคือหนึ่งตำแหน่ง ปี 1799 แสดงความคลาดของเมตรหอจดหมายเหตุจากแนวคิด ส่วนที่เหลือแสดงความไม่แน่นอนของการสร้างขึ้นใหม่
ในสองร้อยปีความแม่นยำเพิ่มขึ้นสิบล้านเท่า แต่ความยาวเองไม่เปลี่ยน เมตรปี 1983 เท่ากับเมตรปี 1889 ภายในความแม่นยำของแท่ง
สองความยาวที่อาจกลายเป็นเมตร
ปี 1791 สถาบันวิทยาศาสตร์มีผู้เข้าชิงสองแบบ แบบแรกคือความยาวของลูกตุ้มที่แกว่งจากข้างหนึ่งไปอีกข้างในหนึ่งวินาทีพอดี ลูกตุ้มเช่นนี้สั้นกว่าเมตรปัจจุบัน ราว 0.994 m แบบนี้ถูกตัดทิ้ง เพราะแรงโน้มถ่วงเปลี่ยนตามละติจูด ลูกตุ้มที่ปารีสกับที่เส้นศูนย์สูตรจึงยาวไม่เท่ากัน อีกทั้งความยาวจะขึ้นกับวินาที ซึ่งตอนนั้นเป็นส่วนหนึ่งของวัน
แบบที่สองคือหนึ่งในสิบล้านของหนึ่งในสี่ของเมริเดียน แบบนี้ได้รับเลือก และมีคำสั่งให้วัดส่วนโค้ง แต่หนึ่งในสี่ของเมริเดียนจริงยาวราว 10 001 966 m เมตรที่ตั้งใจไว้จึงควรยาวกว่าเมตรหอจดหมายเหตุ 0.197 mm
เมตรหอจดหมายเหตุเป็นมาตรวัดแบบปลาย ความยาวกำหนดด้วยหน้าปลายทั้งสอง หน้าปลายสึกทุกครั้งที่สัมผัส มาตรฐานปี 1889 จึงทำเป็นแบบขีด ความยาวกำหนดด้วยขีดบนระนาบกลางของแท่ง ความยาวถ่ายทอดมาจากเมตรหอจดหมายเหตุ ไม่ใช่จากเมริเดียน 0.197 mm นั้นจึงอยู่ในเมตรตลอดไป
สารบัญปริมาณ
เปิดแผ่นข้อมูลหน่วยของเมตรแล้ว
ดัชนี · ทุกปริมาณในหน้าเดียวห้องทดลองที่ทางเข้าดัชนีกรดหยดเดียวเปลี่ยนสีน้ำผลไม้ เกลือย้อมสีเปลวไฟ น้ำแข็งตัวเมื่อถูกเคาะ ข้างใต้คือทุกหน้าของ Simetrium เรียงตามสาขาและตามลำดับอักษรเปิดดัชนี →
หน่วยความยาวและทุกสิ่งที่ได้มาจากความยาว
{note}
