Mét
Đơn vị cơ bản SI · đại lượng: chiều dài
01 · Định nghĩa
Mét khởi đầu là một phần mười triệu của một phần tư kinh tuyến Trái Đất. Ngày nay nó là quãng đường ánh sáng đi trong 1/299 792 458 giây — chiều dài đã trở thành đại lượng dẫn xuất từ thời gian.
Năm 1983, ngành đo lường đi một nước cờ bất ngờ: thay vì đo tốc độ ánh sáng ngày càng chính xác hơn, người ta tuyên bố nó là giá trị chính xác — 299 792 458 mét mỗi giây, không hơn không kém. Từ khoảnh khắc ấy, đo chiều dài nghĩa là đo thời gian bay của ánh sáng, còn thanh platin-iridi ở Sèvres, thứ đã là mét suốt tám mươi năm, trở thành hiện vật bảo tàng. Tác dụng phụ: độ chính xác của chiều dài giờ bị giới hạn bởi độ chính xác của giây — mà đồng hồ nguyên tử thì tốt hơn mọi cây thước đến năm bậc độ lớn.
Trong phòng thí nghiệm, mét không được truyền bằng thước — người ta đếm các vân giao thoa của một laser ổn định, tần số của nó khóa vào đồng hồ xêsi. Trắc địa làm điều tương tự ở quy mô hành tinh: GPS đo độ trễ tín hiệu, nghĩa là lại đo thời gian.
02 · Quy đổi
Nhập một chiều dài — hộ chiếu sẽ quy đổi
Các thước đo của Nga trước 1918 gắn với hệ Anh: arshin đúng bằng 28 tấc Anh, sazhen bằng ba arshin, versta bằng năm trăm sazhen. Vì vậy phép quy đổi là chính xác, không làm tròn: 1 sazhen = 2.133 6 m theo định nghĩa năm 1899.
«Micron» và «ångström» đã bị rút khỏi SI: hãy viết µm và 0.1 nm. Hải lý thì ở lại — nó bằng một phút cung của kinh tuyến, nên tiện dùng trong hàng hải.
| Đơn vị | Tên | Giá trị | Gặp ở đâu |
|---|---|---|---|
| 1 m | mét | 1 m | cơ bản SI |
| 1 ft | bộ Anh | 0.3048 m | chính xác, từ 1959 |
| 1 in | tấc Anh | 0.0254 m | chính xác, 1/12 ft |
| 1 yd | thước Anh | 0.9144 m | chính xác, 3 ft |
| 1 mi | dặm | 1609.344 m | dặm bộ |
| 1 nmi | hải lý | 1852 m | chính xác, theo định nghĩa |
| 1 au | đơn vị thiên văn | 149 597 870 700 m | chính xác, IAU 2012 |
1 m = 3.280839895 ft (chính xác, theo thỏa thuận 1959)
03 · Các bậc độ lớn
từ độ dài Planck đến chân trời Vũ trụChiều dài
04 · Dụng cụ đo
Người ta đo mét như thế nào
Nó đếm vân: một vân là nửa bước sóng, khoảng 316 nm. Cách hiện thực hóa hàng đầu của mét, độ chính xác 10⁻¹¹.
Laser femto giây cho một «cây thước» gồm hàng nghìn tần số và nối quang học với đồng hồ xêsi — cây cầu từ giây sang mét.
Các căn mẫu song song của Johansson: chúng hít chặt vào nhau và mang mét vào xưởng. Dung sai — vài phần mười micrômét.
Ngoài thực địa, chiều dài được đo bằng thời gian: máy đo xa laser đếm độ trễ xung, vệ tinh đếm pha tín hiệu. Milimét trên những kilômét.
05 · Quy tắc viết
m thường, vì M hoa đã thuộc về mega
Mét viết bằng chữ La-tinh m thường, không dấu chấm; «5 M» nghĩa là năm mega-gì-đó, còn «5 m.» là lối viết tắt của báo chí. Tiền tố dính liền với ký hiệu: km, cm, µm — không bao giờ «Km» hay «mcm». Mét vuông và mét khối là m² và m³, không viết «m vuông» trong tài liệu kỹ thuật.
06 · Các đơn vị lân cận
Mét là đơn vị sinh sôi nhất của hệ: diện tích, thể tích, tốc độ, gia tốc — và qua newton với joule là toàn bộ cơ học. Mười bốn đơn vị dẫn xuất SI chứa mét trong định nghĩa.
Không thể rút mét khỏi hệ: nó chống đỡ cả cơ học lẫn điện học — ngay cả vôn cũng quy về mét qua oát.
07 · Gian lịch sử
Trước khi có mét, người ta đo chiều dài ra sao
Ba arshin, bảy bộ Anh. Từ 1899 gắn chính xác với hệ đo Anh, nên phép quy đổi không để lại số dư.
Đúng 28 tấc Anh, mười sáu vershok. Thước đo chính trong buôn vải và trên bản vẽ xây dựng.
Năm trăm sazhen. Một thước đo đường sá, để lại các cột mốc versta và câu nói «cách một versta vẫn thấy».
Một thanh tiết diện chữ X ở Sèvres và ba mươi bản sao chia cho các nước. Mét từng là một vật thể có thể bị đánh rơi.
Mét là đơn vị duy nhất được định nghĩa lại bốn lần
1795 — một phần của kinh tuyến; 1799 — thanh platin của Văn khố; 1889 — nguyên khí platin-iridi; 1960 — 1 650 763.73 bước sóng của krypton-86; 1983 — quãng đường ánh sáng trong 1/299 792 458 giây. Mỗi bước bỏ đi một vật mang, và ở bước cuối, mét thôi hẳn là đại lượng độc lập: giờ nó được dẫn xuất từ giây qua hằng số c. Một chi tiết thú vị: cuộc đo phần tư kinh tuyến hồi thế kỷ mười tám sai chừng 0.2 mm mỗi mét, và sai số ấy ở lại trong định nghĩa mãi mãi — xích đạo dài hơn 40 000 km đúng 75 mét.
Danh mục · Hệ đơn vị quốc tế
Mỗi đại lượng một hộ chiếu
Bảy đơn vị cơ bản, hai mươi hai đơn vị dẫn xuất có tên riêng, và một kho lưu trữ các hệ đã rút khỏi lưu thông. Mỗi thứ là một tờ riêng: định nghĩa, thứ nguyên, quy đổi, dụng cụ đo, quy tắc viết. Bằng 33 ngôn ngữ.