meter

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie
Spring naar navigatie Spring naar zoeken
fysieke eenheid
Eenheidsnaam: meter
Eenheidssymbool
Fysieke hoeveelheid (en) lengte
Formule symbool Enz.
dimensie
systeem Internationaal systeem van eenheden , technisch meetsysteem
In SI-eenheden Basiseenheid
In CGS-eenheden (Centimeter is de basiseenheid)
Genoemd naar oude Griekse μέτρον métron , Duits 'maat, lengte'

De meter is de basiseenheid van lengte in het Internationale Stelsel van Eenheden (SI) en in andere metrische eenhedenstelsels . Een meter wordt gedefinieerd als de lengte van de afstand die licht in vacuüm aflegt over een periode van 1/299 792 458 seconden . [1] Het eenheidssymbool voor de meter is de kleine letter "m". De internationale voorvoegsels voor meeteenheden worden gebruikt voor decimale veelvouden en delen van de meter.

De meter werd in 1799 gedefinieerd als de lengte van de originele meter , een prototype gemaakt van platina . Volgens de destijds uitgevoerde metingen kwam de lengte overeen met het tienmiljoenste deel van de afstand van de Noordpool tot de evenaar . De huidige definitie is van kracht sinds 1983.

definitie

De meter wordt gedefinieerd door de lichtsnelheid in vacuüm c is een vaste waarde toegekend en de tweede (s) is ook een natuurlijke constante, de oscillatiefrequentie Δ ν Cs is gedefinieerd . [1][2]

Deze definitie is sinds 1983 van kracht (de huidige formulering sinds 2019).

Geschiedenis van de definitie

Standaardmeter, Rue de Vaugirard , Parijs (marmer)

De meter als lengte-eenheid is sinds het einde van de 18e eeuw in gebruik. De oorsprong van deze lengte-eenheid gaat terug op een besluit van de Franse Nationale Vergadering om een ​​uniforme lengtemaat te definiëren. Dit werd voorafgegaan door een aantal voorstellen voor het definiëren van een lengte-eenheid die, in tegenstelling tot traditionele lengtematen, niet werd afgeleid van de lengte van menselijke ledematen ( vingerbreedte , inch , handbreedte , handspanwijdte , el , voet , kruis en vadem. ) . In 1668 suggereerde de abt Jean Picard de tweede slinger als lengte-eenheid - d.w.z. de lengte van een slinger met een halve periode van één seconde. In het gravitatieveld van Europa zou zo'n slinger een lengte hebben van ongeveer 0,994 m en zou hij aardig in de buurt komen van de huidige definitie van de meter.

aarde figuur

Oorspronkelijk moest de meter een tienmiljoenste zijn van de afstand tussen de Noordpool en de evenaar op de meridiaan door Parijs

Het was echter niet de secondeslinger die bepalend was voor de nieuwe lengte-eenheid, maar de figuur van de aarde . In 1735 stuurde de Parijse Academie van Wetenschappen twee expedities om graden te meten in wat nu Ecuador en Lapland is om de exacte afmetingen van de aarde te bepalen. In 1793 stelde de Franse Nationale Conventie - naast een nieuwe kalender - een nieuwe lengtemaat in: de meter zou het 10 miljoenste deel van het aardkwadrant op de meridiaan van Parijs moeten zijn - dat wil zeggen het tienmiljoenste deel van de afstand van de Noordpool via Parijs naar de evenaar . Een prototype van deze meter werd in 1795 in messing gegoten.

Standaard meter

Tussen 1792 en 1799 herdefinieerden Delambre en Méchain de lengte van de meridiaanboog tussen Duinkerken en Barcelona . Een combinatie met de Ecuador-Lapland resultaten resulteerde in een nieuwe waarde van 443,296 Parijse lijnen, die in 1799 bindend werd verklaard en belichaamd als een platinastaaf, de oorspronkelijke meter.

Kopie nummer 27 van het internationale prototype van de platina-iridiummeter gemaakt in 1889. Het was van 1893 tot 1960 in de VS in gebruik als meetstandaard voor de eenheid van lengtemeters.

In de 19e eeuw kwamen echter nauwkeurigere metingen van de aarde tot het resultaat dat de oorspronkelijke meter ongeveer 0,02% te kort was. Niettemin bleef de in 1799 gedefinieerde meter behouden - met als resultaat dat het kwadrant van de meridiaan van de aarde niet 10.000 km, maar 10.001.966 km lang is. Deze lengte geldt voor de meridiaan van Parijs, andere meridianen kunnen verschillende lengtes hebben. Een neveneffect was dat werd erkend dat de aarde geen exacte omwentelingsellipsoïde is, maar een onregelmatige vorm heeft. De aarde was dus ongeschikt gebleken voor het definiëren van de meter. Daarom werd de meter gedefinieerd als de lengte van een specifiek object - de originele meter. Alle latere definities waren erop gericht deze lengte zo goed mogelijk aan te passen.

In 1889 introduceerde het International Bureau of Weights and Measures (BIPM) het International Meter Prototype als prototype voor de eenheidsmeter. [3] Dit was een staaf met een kruisvormige doorsnede. Als materiaal is gekozen voor een platina- iridium legering in een verhouding van 90:10. De lengte van de meter werd bepaald als de afstand tussen de middelste lijnen van twee groepen lijnen op de stick die op een constante temperatuur van 0 ° C werd gehouden. Van dit prototype zijn 30 exemplaren gemaakt en overgedragen aan nationale kalibratie-instituten.

golflengte

Een Krypton-86 lamp waarvan de vermiljoen spectraallijn (golflengte ca. 606 nm) tussen 1960 en 1983 werd gebruikt om de meter te definiëren

Hoewel bij de vervaardiging van de meterprototypes grote nadruk werd gelegd op duurzaamheid en onveranderlijkheid, was het duidelijk dat deze fundamenteel vergankelijk zijn. Het maken van kopieën leidde onvermijdelijk tot afwijkingen en - naast regelmatige vergelijkingen van de kopieën met elkaar en met het origineel - het risico op beschadiging.

Als remedie stelde Albert A. Michelson aan het begin van de 20e eeuw voor om de meter te definiëren op basis van de golflengte van spectraallijnen . [4] In 1951 ontwikkelden Ernst Engelhard en Wilhelm Kösters de Krypton-86 spectrale lamp aan dePhysikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig , die op dat moment oranjerood licht produceerde met de meest stabiele en meest betrouwbaar reproduceerbare golflengte en de precisie overtrof van de originele meterkast. In 1960 werd de meter officieel opnieuw gedefinieerd: één meter was nu 1.650.763,73 keer de golflengte van de straling die wordt uitgezonden door atomen van de nuclide 86 Kr tijdens de overgang van toestand 5d 5 naar toestand 2p 10 en zich verspreidde in een vacuüm . [5] De numerieke waarde werd zo gekozen dat het resultaat overeenkwam met de tot 1960 geldige meter binnen de toentertijd meetonzekerheid. Om deze definitie te begrijpen was alleen kennis van atoomfysica vereist. Als dit en de benodigde apparatuur beschikbaar waren, zou de lengte van een meter op elke locatie kunnen worden gereproduceerd. De meter was de eerste basiseenheid die was gebaseerd op een natuurlijke constante en die onafhankelijk van meetnormen en meetvoorschriften kon worden geïmplementeerd.

Snelheid van het licht

Met de kryptonlamp kon de meter worden gerealiseerd met een nauwkeurigheid van 10 −8 . Met de ontdekking van de laser werden in de jaren daarna echter steeds stabielere lichtbronnen en meetmethoden ontwikkeld. Met name de lichtsnelheid kon worden bepaald met een nauwkeurigheid van 1 m/s, en de nauwkeurigheid van de meeteenheid, de meter, werd de beperkende factor. [6] Daarom werd op de 15e Algemene Conferentie over Gewichten en Maatregelen (CGPM) in 1975 aanbevolen de numerieke waarde van de lichtsnelheid niet langer te meten, maar de lengte-eenheid te definiëren met behulp van de snelheid van licht. [7] De 17e CGPM aanvaardde deze aanbeveling op 20 oktober 1983. [8] De meter werd gedefinieerd als de afstand die het licht in vacuüm aflegt binnen een tijdsinterval van 1/299 792 458 seconden . Met de herziening van de SI in 2019 door de 26e Algemene Conferentie over maten en gewichten [9] , werd alleen de formulering van de definitie aangepast aan die van de andere SI-basiseenheden.

Veel voorkomende decimale veelvouden

De eenheidsmeter wordt gebruikt met verschillende decimale veelvouden, die worden aangeduid met de respectieve SI-voorvoegsels , bijvoorbeeld:

aanwijzing symbool factor Als een veelvoud Opmerkingen , voor voorbeelden van dergelijke lengtes zie orde van grootte (lengte)
kilometer km 10 3 -0 1000 m
Hectometer Hm 10 2 -0 0 100 m
Decameter dam 10 1 -0 00 10 m tot 1884 ook ketting [10]
meter m 10 0 00 10 dm tot 1884 ook personeel [10]
decimeter dm 10 −1 00 10 cm verouderde decimeter (rond 1900)
centimeter cm 10 −2 00 10 mm tot 1884 ook Neuzoll [10]
millimeter mm 10 −3 1000 µm tot 1884 ook lijn [10]
Micrometer m 10 −6 0 1000 nm verouderd: micron ( μ , vereenvoudigde term [ mijn: ]); van 1948 [11] tot 1967 [12] eenheid van de meterconventie of de SI
Nanometer nm 10 −9 0 1000 uur verouderd: millimicron (mμ) [13]
ngström EEN 10 -10 0 100 pm nog steeds gebruikt in fysische chemie en moleculaire thermodynamica, niet SI-compatibel
Picometer p.m 10 −12 1000 fm
Femtometer fm 10-15 in de kern- en deeltjesfysica als Fermi

Composities met extra voorvoegsels zoals megameters (Mm; 10 6 m of 1.000 km) zijn zeldzaam. In het verleden was de (niet SI-conforme) myriameter (M jr ) [14] in gebruik, 1 M jr = 10 km, zie Myriameter steen .

Relatie met andere veelvoorkomende lengte-eenheden

Meters uitgedrukt in niet-SI-eenheden Niet-SI-eenheden uitgedrukt in meters
1 meter ≈ 0 3.2808 0 voet 1 voet = 000 0,3048 meter
1 meter ≈ 0 0.00062 mijl (internationaal) 1 mijl (internationaal) = 1609.344 0 meter
1 meter ≈ 0 0.00054 zeemijlen 1 zeemijl = 1852,0 000 meter
1 meter ≈ 0 1.0936 0 yards 1 werf = 000 0,9144 meter
1 meter ≈ 39.370 00 inch 1 inch = 000 0,0254 meter

Opmerking: het teken "=" betekent een exacte overeenkomst die per definitie is gedefinieerd; het symbool "≈" geeft een afgeronde waarde aan.

Invoering van het metrieke stelsel in Duitsland

Op 17 augustus 1868 besloot de Noord- Duitse Bond tot invoering van het Franse metersysteem via de Noord-Duitse Maat- en Gewichtsvolgorde (in de wet: Maat- en Gewichtsvolgorde voor de Noord-Duitse Bondsstaat). Het werd van kracht in het Duitse rijk op 1 januari 1872. Duitsland was een van de twaalf stichtende leden van de Meterconventie in 1875.

Taalgebruik

De Duitse eenheidsnaam meter gaat terug op het Franse mètre [van het Latijnse metrum , Grieks métron = (vers)maat, lettergreepmaat]. [15]

Volgens DIN 1301-1: 2002-10 was de eenheidsnaam meter onzijdig (de meter) , analoog aan de originele talen. Met DIN 1301-1: 2010-10 werd mannelijk (de meter) echter als norm gedefinieerd. [16] Hiermee werd de technische taal aangepast aan het algemene gebruik, waar het mannelijk overheerst. [15] “De” meter daarentegen wordt gebruikt voor zijn betekenis als meetinstrument, bijvoorbeeld: de thermometer .

Volgens de redactie van Duden kan men bij de vraag of meter naar nummer en case wordt verbogen de volgende gevallen onderscheiden: [17]

  • Als de maateenheid direct achter de maateenheid staat, wordt de eindeloze vorm gebruikt - zoals bij alle maateenheden met mannelijk geslacht - op een hoogte van 2 meter of op een afstand van 100 meter
  • Als de maateenheid niet direct achter de maateenheid staat, wordt meestal de vorm met een verbogen uitgang gebruikt ( -s in de genitief enkelvoud, -n in de datief meervoud). Het maakt niet uit of de meetgegevens helemaal niet worden genoemd (op 100 meter) of op een andere plaats in de zin staan (op een afstand van 100 meter) .
  • Het verbogen einde wordt ook gebruikt als er een lidwoord staat voor het getal en de maateenheid: met de 150 meter lopen of één meter verwaarlozen .

Afgeleide maateenheden

De oppervlakte-eenheid vierkante meter en de volume-eenheid kubieke meter (en dus ook de liter ) worden afgeleid van de meter . Oorspronkelijk gedefinieerd door de massa van een liter water, werd de kilogram ook afgeleid van de meter.

literatuur

  • Hans-Joachim v. Alberti: Maat en gewicht. Historische en tabelweergaven van het begin tot het heden. Akademie-Verlag, Berlijn 1957.
  • Johannes Hoppe-Blank: Van het metrieke stelsel naar het internationale eenhedenstelsel . Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig 1975 (rapport PTB-ATWD-5).
  • Reinhard Kreutzfeldt: De archiefmeter - 200 jaar geleden op de basis van het metrieke stelsel. In: De landmeter. 3/99, Verlag Chmielorz, 1999, blz. 156-158.
  • Bettina Schütze, Andreas Engler, Harald Weber: leerboek landmeten - basiskennis. 2e editie. In eigen beheer uitgegeven, Dresden 2007, ISBN 978-3-936203-07-3 .
  • Harald Schnatz: Lengte - De SI-basiseenheid van de meter. In: PTB-Mitteilungen. 1/2012, blz. 7-22. (online)

web links

Commons : Meter - verzameling afbeeldingen, video's en audiobestanden
WikiWoordenboek: Meter - uitleg van betekenissen, woordoorsprong, synoniemen, vertalingen

Individueel bewijs

  1. a b Nieuwe definities in het Internationale Stelsel van Eenheden (SI). (pdf)PTB , geraadpleegd op 28 september 2019 .
  2. “De meter, eenheidssymbool m, is de SI-eenheid van lengte. Het wordt gedefinieerd door de numerieke waarde 299 792 458 op te geven voor de lichtsnelheid in vacuüm c , uitgedrukt in de eenheid m / s, waarbij de tweede wordt gedefinieerd door middel van Δν Cs ." Richtlijn (EU) 2019/1258 (PDF) - officiële Duitse vertaling van: Le Système international d'unités . 9e editie, 2019 (de zogenaamde "SI-brochure").
  3. ^ Resolutie 1 van de 1e CGPM. Sanctie van de internationale prototypes van de meter en de kilogram. Bureau International des Poids et Mesures , 1889, geraadpleegd op 12 april 2021 .
  4. Door Isaac Asimov: Michelson. In: Encyclopædia Britannica . Ontvangen 28 juli 2019 .
  5. ^ Resolutie 6 van de 11e CGPM. Definitie van de meter. Bureau International des Poids et Mesures , 1960, geraadpleegd op 12 april 2021 .
  6. Johannes Kaufmann: De meter wordt 30e Physikalisch-Technische Bundesanstalt, 16 oktober 2013, geraadpleegd op 19 juni 2019 .
  7. ^ Resolutie 2 van de 15e CGPM. Aanbevolen waarde voor de lichtsnelheid. Bureau International des Poids et Mesures , 1975, geraadpleegd op 12 april 2021 .
  8. ^ Resolutie 1 van de 17e CGPM. Definitie van de meter. Bureau International des Poids et Mesures , 1983, geraadpleegd op 12 april 2021 .
  9. ^ Resolutie 1 van de 26e CGPM. Over de herziening van het Internationale Stelsel van Eenheden (SI). Bijlage 1. Bureau International des Poids et Mesures , 2018, geraadpleegd op 12 april 2021 .
  10. a b c d In de Duitse termen chain, rod, Neuzoll en Strich:
    Lijn, maataanduiding . In: Brockhaus Konversations-Lexikon 1894-1896, jaargang 15, blz. 436.
    H. Balsam: Gids voor planimetrie samen met een verzameling doctrines en oefeningen. Herdruk van de 1e druk uit 1872, Salzwasser Verlag, Paderborn, ISBN 978-3-8460-4629-6 , beperkte preview in de Google Book Search.
    Adam Baron v. Burg: De slinger als maat voor tijd en lengte met de overgang naar de metrische maat en gewicht. In: Vereniging voor de verspreiding van wetenschappelijke kennis in Wenen (red.): Volkscolleges over alle onderwerpen van de natuurwetenschappen. 16. Cyclus, Wenen 1876, blz. 509, scan (PDF; 1.4 MB) geraadpleegd op 15 april 2018.
  11. ^ Resolutie 7 van de 9e CGPM. Schrijven en afdrukken van eenheidssymbolen en cijfers. Bureau International des Poids et Mesures , 1948, geraadpleegd op 12 april 2021 .
  12. ^ Resolutie 7 van de 13e CGPM. Intrekking van eerdere beslissingen (micron, nieuwe kaars). Bureau International des Poids et Mesures , 1967, geraadpleegd op 12 april 2021 .
  13. K. Rauschert, J. Voigt, I. Wilke, K-Th. Wilke: Chemische tabellen en rekentabellen voor de analytische praktijk . 11e editie. Europa-Lehrmittel, 2000, ISBN 978-3-8085-5450-0 , p.   20ste
  14. Grossh. Badisches Centraalbureau voor Meteorologie en Hydrografie: De Rijn en zijn belangrijkste zijrivieren . Ernst & Korn, Berlijn 1889.
  15. a b DUDEN - Het grote woordenboek van de Duitse taal . Bibliographisches Institut & FA Brockhaus, Mannheim 2000, ISBN 3-411-71001-2 .
  16. DIN 1301-1: 2010-10 units - Deel 1: Unitnamen, unitsymbolen, oktober 2010.
  17. Duden, Jaargang 9: Correct en goed Duits , dan kort samengevat Juliane Topka: Meter of Meter?