Metru

Metru
m

Standard internațional de contor folosit din 1889 până în 1960
Valoare lungime
Sistem SI
Tip de principal
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Meterul (desemnarea rusă: m ; internațională: m ; din altă greacă μέτρον „măsură, metru”) este o unitate de lungime din Sistemul internațional de unități (SI) , una dintre cele șapte unități SI de bază . Este, de asemenea, o unitate de lungime și este una dintre unitățile de bază din sistemele ISS , MKSA , MKSK , MKSG , MSK , MKSL , MSS , MKGSS și MTS . În plus, în toate sistemele menționate, contorul este unitatea de măsură a coeficientului de frecare la rulare ., lungimea de undă de radiație , calea liberă medie , lungimea căii optice , distanța focală , lungimea de undă Compton , lungimea de undă de Broglie și alte mărimi fizice care au dimensiunea lungimii [1] .

Conform definiției actuale, contorul este lungimea drumului parcurs de lumină în vid într-un interval de timp de 1 ⁄ 299 792 458 secunde [2] [3] .

Definiția contorului

Definiția modernă a metrului în ceea ce privește timpul și viteza luminii a fost adoptată de Conferința Generală a XVII -a pentru Greutăți și Măsuri (CGPM) în 1983 [2] [3] .

Un metru este lungimea traseului parcurs de lumină în vid într-un interval de timp de 1⁄299792458 secunde .

Din această definiție rezultă că în SI viteza luminii în vid este considerată exact 299.792.458 m/s . Astfel, definiția metrului, ca acum două secole, este din nou legată de a doua , dar de data aceasta cu ajutorul constantei lumii universale .

Modificările în definițiile unităților SI de bază în 2018–2019 nu au afectat contorul din punct de vedere substanțial, totuși, din motive stilistice, a fost adoptată o definiție formal nouă, care este complet echivalentă cu cea anterioară [4] :

Metroul, simbolul m, este unitatea SI de lungime; valoarea sa este stabilită prin fixarea valorii numerice a vitezei luminii în vid la exact 299 792 458 când este exprimată în unitatea SI m s −1 , unde a doua este definită în termeni de frecvență de tranziție în cesiu .

Multiplii și submultiplii

În conformitate cu descrierea oficială completă a SI conținută în versiunea actuală a Broșurii SI ( fr.  Brochure SI , ing.  Broșura SI ), publicată de Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri (BIPM) , multipli zecimale și unități submultiple ale contorului sunt formate folosind prefixe SI standard [5] . „Regulamentul privind unitățile de cantități permise pentru utilizare în Federația Rusă”, adoptat de Guvernul Federației Ruse , prevede utilizarea acelorași prefixe în Federația Rusă [6] .

Multiplii Dolnye
magnitudinea titlu desemnare magnitudinea titlu desemnare
10 1 m decametru doamnelor baraj 10 −1 m decimetru dm dm
10 2 m hectometru hmm hm 10 −2 m centimetru cm cm
10 3 m kilometru km km 10 −3 m milimetru mm mm
106 m _ megametru Mm mm 10 −6 m micrometru micron mm
10 9 m gigametru Hm gm 10 −9 m nanometru nm nm
10 12 m terametru tm Tm 10 −12 m picometru p.m p.m
10 15 m petametru P.m P.m 10 −15 m femtometru fm fm
10 18 m examinator Em Em 10 −18 m atometru a.m a.m
10 21 m zettametru Zm Zm 10 −21 m zeptometrul gp zm
10 24 m iottametru Lor Ym 10 −24 m yoctometru lor ym
     recomandat pentru utilizare      aplicarea nu este recomandată      nefolosit sau rar folosit în practică
Exemple de utilizare a multiplilor și submultiplilor
Factor Unitate Exemplu Factor Unitate Exemplu
10 3 kilometru lungimea străzii Tverskaya din Moscova  este de 1,6 km 10 −3 milimetru dimensiunea insectelor mici  este de ~1 mm
10 6 megametru distanta de la Paris la Madrid  - 1 mm 10 −6 micrometru dimensiunea tipică a bacteriilor  este de ~1 µm
10 9 gigametru diametrul Soarelui  - 1,4 Gm 10 −9 nanometru cei mai mici virusuri  - ~ 20 nm
10 12 terametru raza orbitei lui Saturn  este de 1,5 Tm 10 −12 picometru raza atomului de heliu  - 32 pm
10 15 petametru an lumină  - 21.46 10 −15 femtometru diametrul protonului  - 1,75 fm
10 18 examinator distanta pana la Aldebaran  - 0,6 Em 10 −18 atometru raza caracteristică a interacțiunii slabe  este de 2 am [7]
10 21 zettametru diametrul Căii Lactee  este de ~1 Sm 10 −21 zeptometrul —
10 24 iottametru raza " Superclusterului Local de Galaxii " - ~1 Im 10 −24 yoctometru —

Relația cu alte unități de lungime

Unitate metrică exprimată
în termeni de unitate non-SI 		Unitate non-SI
exprimată în termeni de unitate metrică
1 metru ≈ 39,37 inci 1 inch ≡ 0,0254 metri
1 centimetru ≈ 0,3937 inci 1 inch ≡ 2,54 centimetri
1 mm ≈ 0,03937 inci 1 inch ≡ 25.4 milimetru
1 metru ≡ 1⋅10 10 angstrom 1 angstrom ≡ 1⋅10 −10 metri
1 nanometru ≡ zece angstrom 1 angstrom ≡ 100 picometre

Istorie

În Europa, de la prăbușirea imperiului lui Carol cel Mare , nu existau măsuri standard comune de lungime: acestea puteau fi standardizate în cadrul unei jurisdicții (care avea adesea dimensiunea unui oraș comercial), dar nu existau măsuri uniforme și fiecare regiune. ar putea avea propriile sale. Motivul pentru aceasta a fost într-o oarecare măsură faptul că măsurile de lungime au fost utilizate în impozitare (taxul, de exemplu, putea fi măsurat într-o anumită lungime a pânzei), și deoarece fiecare conducător local își impunea propriile impozite, legile și-au stabilit propriile impozite. unități de măsură pentru zona corespunzătoare [8] .

Odată cu dezvoltarea științei în secolul al XVII-lea , au început să se audă apeluri pentru introducerea unei „măsuri universale” ( măsură universală engleză  , așa cum a numit-o filozoful și lingvistul englez John Wilkins în eseul său din 1668 [9] ) sau „ Contor catolic” ( italian metro cattolico ) Omul de știință și inventator italian Tito Livio Burattini din lucrarea sa Misura Universale din 1675 [Comm. 1] [10] ), o măsură care s-ar baza pe un fenomen natural, și nu pe decizia unei persoane aflate la putere, și care ar fi zecimală, care ar înlocui numeroasele sisteme de numere diferite, de exemplu, duozecimalul comun , care exista simultan la acea vreme .  

Metroul este lungimea pendulului

Ideea lui Wilkins a fost să aleagă, ca unitate de lungime, lungimea unui pendul cu o jumătate de perioadă de oscilație egală cu 1 s . Pendule similare au fost demonstrate cu puțin timp înainte de Christian Huygens , iar lungimea lor era foarte apropiată de lungimea metrului modern (precum și de alte unități de lungime folosite la acea vreme, cum ar fi curtea ). Tito Livio Burattini a propus „metrul catolic” măsurat în acest fel, care se deosebea de cel modern cu o jumătate de centimetru. Cu toate acestea, s-a descoperit curând că lungimea măsurată în acest fel diferă în funcție de locația măsurătorilor. Astronomul francez Jean Richet , în timpul unei expediții în America de Sud (1671-1673), a descoperit o creștere a perioadei de oscilație a celui de-al doilea pendul față de cea observată la Paris. Pendulul, ajustat la Paris, a fost scurtat cu 1,25 linii franceze (~ 2,81 mm) în procesul de observații pentru a evita un decalaj de timp de 2 minute pe zi. Aceasta a fost prima dovadă directă a unei scăderi a gravitației pe măsură ce ne-am apropiat de ecuator și a dat o diferență de 0,3% în lungime între Cayenne (în Guyana Franceză) și Paris [11] .

Până la Revoluția Franceză din 1789, nu au existat progrese în stabilirea unei „măsuri universale”. Franța a fost îngrijorată de răspândirea unităților de lungime, nevoia de reformă în acest domeniu a fost susținută de o varietate de forțe politice. Talleyrand a reînviat ideea unui pendul de secunde și a propus-o Adunării Constituante în 1790, cu clarificarea că standardul de lungime va fi măsurat la o latitudine de 45 ° N (aproximativ între Bordeaux și Grenoble ). Astfel, contorul a primit următoarea definiție: un metru este lungimea unui pendul cu o jumătate de perioadă de oscilație la o latitudine de 45 ° egală cu 1 s (în unități SI, această lungime este egală cu g / π 2  · ( 1 s) 2 ≈ 0,994 m).

Inițial, această definiție a fost luată ca bază ( 8 mai 1790 , Adunarea Națională Franceză ). Dar, în ciuda sprijinului adunării, precum și al Marii Britanii și al noilor formate Statelor Unite, propunerea lui Talleyrand nu a fost niciodată îndeplinită [12] [Comm. 2] .

Contorul face parte din meridianul Parisului

Problema reformei unității a fost adresată Academiei Franceze de Științe , care a înființat o comisie specială condusă de inginerul și matematicianul Jean-Charles de Borda . Borda a fost un susținător înflăcărat al trecerii la sistemul zecimal: a îmbunătățit limbul teodolitului care se repetă , ceea ce a făcut posibilă îmbunătățirea semnificativă a preciziei unghiurilor de măsurare pe sol și a insistat ca instrumentul să fie calibrat în grade ( 1 ⁄ 100 sferturi de cerc), și nu în grade, astfel încât grindina să fie împărțită la 100 de minute și un minut la 100 de secunde [13] . Pentru Borda, a doua metodă cu pendul a fost o soluție nesatisfăcătoare, deoarece se baza pe a doua care exista la acel moment - o unitate non-zecimală care nu era potrivită pentru sistemul de timp zecimal propus pentru implementare  - un sistem în care există 10 ore. într-o zi, 100 de minute într-o oră și 100 de minute într-un minut 100 de secunde.

În locul celei de-a doua metode a pendulului, comisia - ai cărei membri au inclus Joseph Louis Lagrange , Pierre-Simon Laplace , Gaspard Monge și Condorcet  - a decis ca noua unitate de măsură să fie egală cu o zece milioane din distanța de la Polul Nord la ecuatorul (un sfert din circumferința pământului), măsurat de-a lungul meridianului care trece prin Paris [12] . Pe lângă beneficiul că această soluție a oferit un acces facil topografilor francezi, a existat un avantaj atât de important încât o parte din distanța de la Dunkerque la Barcelona (aproximativ 1000 km, adică o zecime din distanța totală) putea fi așezată de la pornire. și puncte de sfârșit situate la nivelul mării și doar această parte se afla în mijlocul unui sfert de cerc, unde influența formei Pământului , care nu este o minge obișnuită, ci turtită, ar fi cea mai mare [12] ] .

La 30 martie 1791, propunerea de definire a metrului din punct de vedere al lungimii meridianului a fost adoptată astfel: o patruzeci de milioane de parte din meridianul Parisului (adică o zece milioane de parte din distanța de la polul nord) . până la ecuator de-a lungul suprafeței elipsoidului terestre de la longitudinea Parisului). În unitățile moderne, acesta este metri. Ideea de a lega unitatea de lungime de meridianul Pământului nu era nouă: mile marine și legile au fost definite anterior în același mod .

Unitatea nou definită a primit denumirea de „metru adevărat și final” ( fr.  meter vrai et définitif ) [1] .

La 7 aprilie 1795, Convenția Națională a adoptat o lege care introduce sistemul metric în Franța și a instruit comisarii, printre care C. O. Coulomb , J. L. Lagrange , P.-S. Laplace și alți oameni de știință, pentru a efectua lucrări privind determinarea experimentală a unităților de lungime și masă . În 1792-1797, prin decizia Convenției revoluționare, oamenii de știință francezi Delambre (1749-1822) și Mechain (1744-1804) au măsurat arcul meridianului parizian de 9°40′ lungime de la Dunkerque la Barcelona în 6 ani , punând un lanț de 115 triunghiuri prin toată Franța și o parte a Spaniei. Ulterior, totuși, s-a dovedit că, din cauza luării în considerare incorectă a compresiei polului Pământului, standardul s-a dovedit a fi mai scurt cu 0,2 mm; astfel lungimea meridianului este de numai aproximativ 40.000 km.

Primul prototip al contorului standard a fost realizat din alamă în 1795. .

Unitatea de masă ( kilogram , a cărei definiție s-a bazat pe masa a 1 dm 3 de apă ), a fost, de asemenea, legată de definiția metrului .

În 1799, un metru standard a fost fabricat din platină , a cărui lungime corespundea unei patruzeci de milioane de părți din meridianul Parisului [14] .

În timpul domniei lui Napoleon, sistemul metric s-a răspândit în multe țări din Europa. Beneficiul utilizării sale a fost atât de evident încât chiar și după înlăturarea lui Napoleon de la putere, adoptarea unităților metrice a continuat [15] :

Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, din țările mari, doar în Marea Britanie (și coloniile sale), SUA, Rusia, China și Imperiul Otoman au rămas măsuri tradiționale de lungime.

Sistemul metric s-a bazat pe metru ca unitate de lungime și kilogramul ca unitate de masă , care a fost introdus prin „ Convenția Metrica ”, adoptată la Conferința Diplomatică Internațională a 17 state (Rusia, Franța, Marea Britanie, SUA). , Germania, Italia etc.) la 20 mai 1875 [16] .

În 1889, a fost realizat un standard internațional mai precis al contorului. Acest standard este realizat dintr-un aliaj de 90% platină și 10% iridiu [17] și are o secțiune transversală în formă de X. Copii ale acestuia au fost depuse în țările în care contorul a fost recunoscut ca unitate standard de lungime.

Copii ale standardului contorului

Nr. 27 - SUA [18]

Nr. 28 - URSS [18] (Rusia)

Dezvoltare ulterioară

În 1960, s-a decis să se renunțe la utilizarea unui obiect artificial ca contor standard, iar din acel moment până în 1983 contorul a fost definit ca numărul 1.650.763,73 înmulțit cu lungimea de undă a liniei portocalii (6.056 Å ) a spectrului . emis de izotopul criptonului 86 Kr în vid . După adoptarea noii definiții, prototipul de platină-iridiu al contorului continuă să fie depozitat la Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri în condițiile care au fost definite în 1889. Cu toate acestea, acum statutul său s-a schimbat: lungimea prototipului nu mai este considerată exact egală cu 1 m, iar valoarea sa reală trebuie determinată experimental. Pentru scopul său inițial, prototipul nu mai este folosit.

Până la mijlocul anilor 1970, s-au făcut progrese semnificative în determinarea vitezei luminii . Dacă în 1926 eroarea celor mai precise măsurători la acel moment, efectuate de A. Michelson , era de 4000 m/s [19] , atunci în 1972 s-a raportat că eroarea a fost redusă la 1,1 m/s [20] . După verificarea repetată a rezultatului obținut în diferite laboratoare, a XV -a Conferință Generală de Greutăți și Măsuri din 1975 a recomandat folosirea ca valoare a vitezei luminii în vid a unei valori egale cu 299.792.458 m/s cu o eroare relativă de 4 10 −9 . , care corespunde unei erori absolute de 1 .2 m/s [21] . Ulterior, în 1983, tocmai prin această valoare a fost pusă bazele pentru o nouă definiție a metrului Conferința Generală a XVII-a pentru Greutăți și Măsuri [2] .

Definiții contoare din 1795 [22]
Fundatia data Eroare absolută Eroare relativă
1 ⁄ 10.000.000 parte dintr-un sfert din meridianul Parisului, determinată din rezultatele măsurătorilor efectuate deDelambreșiMéchain 1795 0,5—0,1 mm 10 −4
Primul standard Meter des Archives în platină 1799 0,05—0,01 mm 10 −5
Profil platină-iridiu la temperatura de topire a gheții (primul CGPM ) 1889 0,2–0,1 µm 10 −7
Profil platină-iridiu la temperatura de topire a gheții și presiunea atmosferică, susținut de două role (VII CGPM) 1927 necunoscut necunoscut
1 650 763,73 lungimi de undă ale liniei portocalii (6056 Å ) ale spectrului emis de izotopul criptonului 86 Kr în vid (XI CGPM) 1960 4 nm 4 10 −9 [2]
Lungimea traseului parcurs de lumină în vid în (1/299 792 458) secunde (XVII CGPM) 1983 0,1 nm 10 −10

Contor liniar

Un contor de rulare este o unitate de măsură pentru numărul de obiecte lungi (așa-numitele muluri , materiale etc.), corespunzătoare unei piese sau secțiuni de 1 metru lungime. Un metru de rulare nu este diferit de un metru obișnuit; este o unitate care măsoară lungimea unui material, indiferent de lățimea acestuia. Un contor de rulare poate măsura, de exemplu, canale de cabluri, plăci, foi de metal, țevi, plinte, garnituri de ferestre, țesături. Deși pentru țesături ar fi mai corect să se măsoare suprafața acestora, dar dacă se presupune că lățimea țesăturii este cunoscută și constantă, se folosește conceptul de „metru liniar” (de regulă, lățimea țesăturii este de 1,4 m , și astfel metrul liniar de țesătură este o bucată de 1,0 × 1,4 m). Strict vorbind, în viața de zi cu zi conceptul de contor de rulare este mai des folosit, informațiile despre lățimea sau înălțimea obiectelor sunt implicate ca fiind cunoscute sau neimportante. Numele unui metru liniar se distinge în literatura specială sau pentru a crea o colorare expresivă diferită a vorbirii.

Literatura metrologică nu recomandă utilizarea termenului de „metru liniar”. Regula generală este că, dacă este necesar, cuvintele explicative trebuie incluse în numele mărimii fizice și nu în numele unității de măsură. Prin urmare, de exemplu, ar trebui să scrieți „lungimea liniară este de 10 m”, și nu „lungimea este de 10 metri liniari. m" [23] .

Note

Comentarii
  1. ↑ Metro cattolico (lit. catolic [însemnând „universal”] măsură”), împrumutat din greaca μέτρον καθολικόν ( métron katholikón ).
  2. ↑ Ideea unui pendul de secunde pentru stabilirea unei lungimi standard, însă, nu a murit complet, iar un astfel de standard a fost folosit pentru a determina lungimea unei curți în Marea Britanie în perioada 1843-1878.
Surse
  1. ↑ 1 2 Dengub V. M., Smirnov V. G. Unități de mărime. Dicţionar de referinţă. - M . : Editura de standarde, 1990. - S. 77-82. — 240 s. — ISBN 5-7050-0118-5 .
  2. ↑ 1 2 3 4 Definiția metrului Arhivat la 26 iunie 2013 la Wayback Machine  Resolution 1 a XVII Conferința Generală privind Greutăți și Măsuri (1983 )
  3. ↑ 1 2 Reglementări privind unitățile de cantități permise pentru utilizare în Federația Rusă. Unități de bază ale Sistemului Internațional de Unități (SI) (link inaccesibil) . Fundația federală de informații pentru asigurarea uniformității măsurătorilor . Rosstandart . Preluat la 28 februarie 2018. Arhivat din original la 18 septembrie 2017. 
  4. ↑ Unități de bază SI (link downlink) . BIPM . Preluat la 22 iunie 2019. Arhivat din original la 23 decembrie 2018. 
  5. ↑ Broșura SI Arhivată 26 aprilie 2006 pe Wayback Machine Descrierea oficială a SI pe site-ul web al Biroului Internațional de Greutăți și Măsuri
  6. ↑ Reglementări privind unitățile de cantități permise pentru utilizare în Federația Rusă. Multiplicatori zecimali, prefixe și denumiri de prefixe... (link inaccesibil) . Fundația federală de informații pentru asigurarea uniformității măsurătorilor . Rosstandart . Preluat la 28 februarie 2018. Arhivat din original la 18 septembrie 2017. 
  7. ↑ Okun L. B. Interacțiune slabă // Enciclopedia fizică  : [în 5 volume] / Cap. ed. A. M. Prohorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Streamers. - S. 552-556. - 704 p. - 40.000 de exemplare.  - ISBN 5-85270-087-8 .
  8. ↑ Nelson, Robert A. (1981), Foundations of the international system of units (SI) , Phys. Profesor : 596–613 , < http://plato.if.usp.br/1-2009/fmt0159n/PDFFiles/ThePhysTeacher_FoundationsOfTheSI.pdf > Arhivat 6 iulie 2011 la Wayback Machine . 
  9. ↑ Wilkins, John (1668), An Essay Towards a Real Character, And a Philosophical Language , Londra: Gillibrand , < http://www.metricationmatters.com/docs/WilkinsTranslationLong.pdf > Arhivat la 20 martie 2012 la Wayback Machine . 
  10. ↑ Misura Universale , 1675  .
  11. ↑ Poynting, John Henry. A Textbook of Physics: Properties of Matter  : [ ing. ]  / John Henry Poynting, Joseph John Thompson. — al 4-lea. - Londra : Charles Griffin, 1907. - P. 20. Arhivat 21 septembrie 2013 la Wayback Machine
  12. ↑ 1 2 3 Grand dictionnaire universel du XIXe siècle  (fr.) , Paris: Pierre Larousse, 1866-1877, p. 163-164.
  13. ↑ JJ O'Connor, E. F. Robertson. Jean Charles de Borda  MacTutor . Școala de Matematică și Statistică Universitatea St Andrews, Scoția (aprilie 2003). Preluat la 13 august 2010. Arhivat din original la 8 iunie 2011.
  14. ↑ Scurt istoric al SI  . Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri . Preluat la 12 iulie 2010. Arhivat din original la 21 august 2011.
  15. ↑ Guevara I., Carles P. Măsurând lumea. Calendare, măsuri de lungime și matematică. - M. : De Agostini, 2014. - S. 125-126. — 160 s. — (Lumea matematicii: în 45 de volume, volumul 38). — ISBN 978-5-9774-0733-5 .
  16. ↑ Sistem metric de măsuri (link inaccesibil) . Istoricul măsurătorilor . Consultat la 12 iulie 2010. Arhivat din original la 27 octombrie 2011. 
  17. ↑ PLATINA - articol din enciclopedia „Circumnavigation” .
  18. ↑ 1 2 Elliott, L., Wilcox, W. Fizica / trad. din engleza. ed. A. I. Kitaygorodsky . - al 3-lea, corectat. - M. : Nauka, 1975. - S. 31. - 736 p. - 200.000 de exemplare.
  19. ↑ Landsberg G.S. Optics . - M . : Fizmatlit, 2003. - S.  387 . — ISBN 5-9221-0314-8 .
  20. ↑ Evenson KM, Wells JS, Petersen FR, Danielson BL, Day GW Speed ​​​​of Light from Direct Frequency and Wavelength Measurements of the Methane-Stabilized Laser   // Phys . Rev. Let.. - 1972. - Vol. 29, nr. 19 . - P. 1346-1349. - doi : 10.1103/PhysRevLett.29.1346 .
  21. ↑ Valoarea recomandată pentru viteza luminii Arhivat la 7 octombrie 2008 la Wayback Machine  (ing.) Rezoluția 2 a Conferinței Generale a XV-a asupra Greutăților și Măsurilor (1975)
  22. ↑ Enciclopedia unităților științifice, greutăților și măsurilor: echivalențe și origini ale acestora SI . - Springer, 2004. - P. 5. - ISBN 1-85233-682-X .
  23. ↑ Dengub V. M., Smirnov V. G. Unități de mărime. Dicţionar de referinţă. - M . : Editura de standarde, 1990. - S. 78. - 240 p. — ISBN 5-7050-0118-5 .

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice
 unități SI
Unități de bază
Unități derivate
cu nume speciale
Acceptat pentru
utilizare cu SI
Vezi si