Меню Главная Случайная статья Настройки Метр Материал из https://ru.wikipedia.org Метр (русское обозначение: м; международное: m; от др.-греч. «мера, измеритель») — единица измерения длины в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ. Также является единицей длины и относится к числу основных единиц в системах МКС, МКСА, МКСК, МКСГ, МСК, МКСЛ, МСС, МКГСС и МТС. Кроме того, во всех упомянутых системах метр — единица коэффициента трения качения, длины волны излучения, длины свободного пробега, оптической длины пути, фокусного расстояния, комптоновской длины волны, длины волны де Бройля и других физических величин, имеющих размерность длины[1]. Исторически метр возводится к приближённой длине маятника, совершающего одно колебание между двумя крайними положениями за секунду (секундный маятник)[2]. Согласно действующему определению, метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1299 792 458 секунды[3][4]. Содержание 1 Определение метра 2 Кратные и дольные единицы 3 Соотношение с другими единицами длины 4 История 4.1 Метр — длина маятника 4.2 Метр — часть Парижского меридиана 4.2.1 Копии эталона метра 4.3 Дальнейшее развитие 5 Погонный метр 6 Примечания 7 Литература 8 Ссылки Определение метра Современное определение метра в терминах времени и скорости света было принято XVII Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1983 году[3][4]. Метр — длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени Из этого определения следует, что в СИ скорость света в вакууме принята равной в точности 299 792 458 м/с. Таким образом, определение метра, как и два столетия назад, вновь привязано к секунде, но на этот раз с помощью универсальной мировой константы. Изменения определений основных единиц СИ 2018—2019 годов не затронуло метр с содержательной точки зрения, однако из стилистических соображений было принято формально новое определение, полностью эквивалентное предыдущему[5]: Метр, обозначение м, является единицей длины в СИ; его величина устанавливается фиксацией численного значения скорости света в вакууме ${\displaystyle c}$ равным в точности 299 792 458, когда она выражена единицей СИ м·с1, где секунда определена через частоту перехода в цезии ${\displaystyle \Delta \nu _{\text{Cs}}}$. Кратные и дольные единицы В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI, англ. The SI Brochure), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ), десятичные кратные и дольные единицы метра образуются с помощью стандартных приставок СИ[6]. «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в РФ тех же приставок[7]. Кратные Дольные величина название обозначение величина название обозначение 101 м декаметр дам dam 101 м дециметр дм dm 102 м гектометр гм hm 102 м сантиметр см cm 103 м километр км km 103 м миллиметр мм mm 106 м мегаметр Мм Mm 106 м микрометр мкм µm 109 м гигаметр Гм Gm 109 м нанометр нм nm 1012 м тераметр Тм Tm 1012 м пикометр пм pm 1015 м петаметр Пм Pm 1015 м фемтометр фм fm 1018 м эксаметр Эм Em 1018 м аттометр ам am 1021 м зеттаметр Зм Zm 1021 м зептометр зм zm 1024 м йоттаметр Им Ym 1024 м иоктометр им ym 1027 м роннаметр Рнм Rm 1027 м ронтометр рнм rm 1030 м кветтаметр Квм Qm 1030 м квектометр квм qm  рекомендовано к применению Примеры использования кратных и дольных единиц Множитель Единица Пример Множитель Единица Пример 103 километр протяжённость Тверской улицы в Москве — 1,6 км 103 миллиметр (мм) размер мелких насекомых — ~1 мм 106 мегаметр расстояние от Парижа до Мадрида — 1 Мм 106 микрометр (мкм) типичный размер бактерий — ~1 мкм 109 гигаметр диаметр Солнца — 1,4 Гм 109 нанометр (нм) самые мелкие вирусы — ~20 нм 1012 тераметр радиус орбиты Сатурна — 1,5 Тм 1012 пикометр радиус атома гелия — 32 пм 1015 петаметр световой год — 9,46 Пм 1015 фемтометр диаметр протона — 1,75 фм 1018 эксаметр расстояние до Альдебарана — 0,6 Эм 1018 аттометр характерный радиус слабого взаимодействия — 2 ам[8] 1021 зеттаметр диаметр Млечного пути — ~1 Зм 1021 зептометр диаметр c-кварка — 100 зм 1024 иоттаметр радиус «Местного сверхскопления галактик» — ~1 Им 1024 йоктометр размер нейтрино — 1 йм 1027 роннаметр диаметр наблюдаемой части Вселенной — ~0,886 Рм 1027 ронтометр диаметр частицы Oh-My-God — 47 рм 1030 кветтаметр — 1030 квектометр Планковская длина — 1,61105 квм Соотношение с другими единицами длины Метрическая единица, выраженная через единицу, не входящую в СИ Единица, не входящая в СИ, выраженная через метрическую единицу 1 метр 39,37 дюйма 1 дюйм 0,0254 метра 1 сантиметр 0,3937 дюйма 1 дюйм 2,54 сантиметра 1 миллиметр 0,03937 дюйма 1 дюйм 25,4 миллиметра 1 метр 11010 ангстрем 1 ангстрем 11010 метра 1 нанометр 10 ангстрем 1 ангстрем 100 пикометров История В Европе со времён распада империи Карла Великого не существовало общих стандартных мер длины: они могли быть стандартизированы в пределах одной юрисдикции (которая зачастую имела размеры одного торгового городка), но единых мер не было, и каждый регион мог иметь свои собственные. Причиной этого служило в какой-то мере то, что меры длины использовались в налогообложении (налог, например, мог измеряться в определённой длине полотна), а поскольку каждый местный правитель вводил свои налоги, то для соответствующей местности законами устанавливались свои единицы измерений[9]. С развитием науки в XVII веке стали раздаваться призывы к введению «универсальной меры» (англ. universal measure, как назвал её английский философ и лингвист Джон Уилкинс в своём эссе 1668 года «Опыт о подлинной символике и философском языке»[2]) или «католического метра» (итал. metro cattolico) итальянского учёного и изобретателя Тито Ливио Бураттини из его работы Misura Universale 1675 года[Комм. 1][10]), меры, которая бы основывалась на каком-либо естественном явлении, а не на постановлении властьдержащей персоны, и которая была бы десятичной, что заменило бы множество разнообразных систем счисления, например, распространённую двенадцатеричную, одновременно существовавших в то время[11]. Метр — длина маятника Уилкинс, ссылаясь на Кристофера Рена как на автора идеи, предложил[2] выбрать для единицы длины длину маятника с полупериодом колебаний, равным 1 с[Комм. 2]. Подобные маятники были незадолго до этого продемонстрированы Христианом Гюйгенсом, и их длина была весьма близка к длине современного метра (так же, как к другим единицам длины, использовавшимся в те времена, например, ярду). Одновременно Уилкинс предложил назвать футом одну десятую определённого таким образом метра, дюймом — одну сотую, линией — одну тысячную, милей — тысячу метров (современные дециметр, сантиметр, миллиметр и километр). Тито Ливио Бураттини предложил измеренный подобным образом «католический метр», который отличался от современного на полсантиметра. Однако вскоре было обнаружено, что длина, измеренная таким способом, различается в зависимости от места измерений. Французский астроном Жан Рише во время экспедиции в Южную Америку (1671—1673) обнаружил увеличение периода колебаний секундного маятника по сравнению с тем, который наблюдался в Париже. Выверенный в Париже маятник в процессе наблюдений им был сокращён на 1,25 французской линии (~2,81 мм), дабы избежать отставания во времени на 2 минуты в день. Это было первое прямое доказательство уменьшения силы тяжести по мере приближения к экватору, и это дало разницу в 0,3 % длины между Кайенной (во Французской Гвиане) и Парижем[12]. Вплоть до французской революции 1789 года в вопросе установления «универсальной меры» не было никакого прогресса. Франция была озабочена вопросом распространения единиц измерений длины, необходимость реформы в этой области поддерживали самые различные политические силы. Талейран возродил идею о секундном маятнике и предложил её Учредительному собранию в 1790 году, с тем уточнением, что эталон длины будет измерен на широте 45° N (примерно между Бордо и Греноблем). Таким образом, метр получал следующее определение: метр — это длина маятника с полупериодом колебаний на широте 45°, равным 1 с (в единицах СИ эта длина равна g/2·(1 с)2 0,994 м). Первоначально за основу было принято это определение (8 мая 1790, Французское Национальное собрание). Но несмотря на поддержку собрания, а также поддержку Великобритании и новообразованных Соединённых Штатов, предложение Талейрана так и не было осуществлено[13][Комм. 3]. Метр — часть Парижского меридиана Вопрос реформы единиц измерения был отдан на рассмотрение Французской академии наук, которая создала специальную комиссию, возглавлявшуюся инженером и математиком Жаном-Шарлем де Борда. Борда был ярым приверженцем перехода на десятичную систему исчисления: он усовершенствовал лимб повторительного теодолита, который позволял намного улучшить точность измерения углов на местности, и настаивал, чтобы инструмент калибровался в градах ( Вместо метода секундного маятника комиссия — среди членов которой были Жозеф Луи Лагранж, Пьер-Симон Лаплас, Гаспар Монж и Кондорсе — решила, что новая единица измерения должна быть равна одной десятимиллионной расстояния от Северного полюса до экватора (четверть земной окружности), измеренного вдоль меридиана, проходящего через Париж[13]. Помимо той выгоды, что это решение давало лёгкий доступ для французских геодезистов, существовало такое важное достоинство, что часть расстояния от Дюнкерка до Барселоны (около 1000 км, то есть одна десятая от общего расстояния) могла быть проложена от начальных и конечных точек, расположенных на уровне моря, а как раз эта часть находилась в середине четверти окружности, где влияние формы Земли, которая не является правильным шаром, а сплюснута, было бы наибольшим[13]. 30 марта 1791 года предложение определить метр через длину меридиана было принято следующим: одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (то есть одна десятимиллионная часть расстояния от северного полюса до экватора по поверхности земного эллипсоида на долготе Парижа). В современных единицах это ${\displaystyle {\frac {1}{1{,}000\,000\,000\,05}}}$ метра[15]. Идея привязать единицу измерения длины к меридиану Земли была не нова: аналогичным образом ранее были определены морская миля и льё. Вновь определённая единица получила наименование «метр подлинный и окончательный» (фр. metre vrai et dfinitif)[1]. 7 апреля 1795 года Национальный Конвент принял закон о введении метрической системы во Франции и поручил комиссарам, в число которых входили Ш. О. Кулон, Ж. Л. Лагранж, П.-С. Лаплас и другие учёные, выполнить работы по экспериментальному определению единиц длины и массы. В 1792—1797 годах по решению революционного Конвента французские учёные Деламбр (1749—1822) и Мешен (1744—1804) за 6 лет измерили дугу парижского меридиана длиной в 9°40' от Дюнкерка до Барселоны, проложив цепь из 115 треугольников через всю Францию и часть Испании. Впоследствии, однако, выяснилось, что из-за неправильного учёта полюсного сжатия Земли эталон оказался короче на 0,2 мм; таким образом, длина меридиана лишь приблизительно равна 40000 км[16]. Первый прототип эталона метра был изготовлен из латуни в 1795 году[17]. Единица массы (килограмм, определение которого было основано на массе 1 дм3 воды), тоже была привязана к определению метра[18]. В 1799 году был изготовлен из платины эталон метра, длина которого соответствовала одной сорокамиллионной части Парижского меридиана[19]. 22 июня 1799 года эталон показали законодателям и сдали в архив республики. В том же году эта мера введена законом[20][21]. Во время правления Наполеона метрическая система распространилась по многим странам Европы. Выгода от её применения была столь очевидна, что и после отстранения Наполеона от власти принятие метрических единиц продолжалось[22]: 1816 — Бельгия и Голландия; 1832 — Португалия; 1849 — Испания и Греция; 1870 — Германия; 1873 — Австрия; 1875 — Швейцария. К концу XIX века из крупных стран только в Великобритании (и её колониях), США, России, Китае и Османской империи остались традиционные меры длины. На метре как единице длины и килограмме как единице массы была основана метрическая система, которая была введена «Метрической конвенцией», принятой на Международной дипломатической конференции 17 государств (Россия, Франция, Великобритания, США, Германия, Италия и др.) 20 мая 1875 года[23]. В 1889 году был изготовлен более точный международный эталон метра. Этот эталон изготовлен из сплава 90% платины и 10% иридия[24] и имеет поперечное сечение в виде буквы «X». Его копии были переданы на хранение в страны, в которых метр был признан в качестве стандартной единицы длины[16]. № 27 — США[25] № 28 — СССР[25] (Россия) Дальнейшее развитие