Метр (эталон)
Метр (франц. metre, от греч. metron
— мера) — расстояние, проходимое светом в вакууме за 1:299 792 458-ую долю секунды.
1 метр равен 10 дециметрам (дм), 100 сантиметрам (см), 1000 милиметрам
(мм).
1000 метров равно 1 километру (км).
Согласно
первому определению, принятому во Франции в 1791 г., метр был равен 1*10-7
части четверти длины парижского меридиана. Размер метра был определён на основе
геодезических (см. геодезические измерения) и астрономических измерений Ж. Деламбра
и П. Мешена. Первый эталон метра был изготовлен французским мастером Ленуаром
под руководством Ж. Борда (1799 г.) в виде концевой меры длины — платиновой
линейки шириной около 25 мм, толщиной около 4 мм, с расстоянием между концами,
равным принятой единице длины. Он получил наименование "метр архива"
или "архивный метр" (по месту хранения). Однако, как оказалось, определённый
т. о. метр не мог быть вновь точно воспроизведён из-за отсутствия точных данных
о фигуре Земли и значительных погрешностей геодезических измерений.
В 1872 г. Международная метрическая комиссия приняла решение
об отказе от "естественных" эталонов длины и о принятии архивного
метра в качестве исходной меры длины. По нему был изготовлен 31 эталон в виде
штриховой меры длины — бруса из сплава Pt (90%) и lr (10%). Поперечное сечение
эталона имеет форму Х (см. рис.), придающую ему необходимую прочность на изгиб.
Вблизи концов нейтральной плоскости эталона нанесено по 3 штриха.
Постановлением 1-й Генеральной конференции по мерам и весам этот
эталон, получивший обозначение , был принят в качестве международного прототипа
метра. Прототип метра и две его контрольные копии хранятся в Севре (Франция)
в Международном бюро мер и весов. В Научно-исследовательском институте им. Д.
И. Менделеева (НИИМ) в Санкт-Петербурге хранятся две копии (№11 и №28) Международного
прототипа метра. При введении метрической системы мер в СССР (1918 г.) государственным
эталоном метра была признана копия №28. Международный прототип метра, погрешность
которого 1*10-7, и национальный прототипы обеспечивали поддержание
единства и точности измерений на необходимом для науки и техники уровне в течение
десятков лет.
Рост требований к точности линейных измерений и необходимость
создания воспроизводимого эталона метра стимулировали исследования по определению
метра через длину световой волны. 11-я Генеральная конференция по мерам и весам
(1960 г.) приняла новое определение метра, положенное в основу Международной
системы единиц (СИ): "Метр — длина, равная 1650763,73 длины волны в вакууме
излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p10 и 5d5
атома криптона 86". Для обеспечения высокой точности воспроизведения метра
в международной спецификации строго оговорены условия воспроизведения первичного
эталонного излучения. Монохроматическое излучение, соответствующее оранжевой
линии криптона, создаётся специальной лампой, заполненной газообразным 86Kr.
Свечение газа возбуждается генератором высокой частоты 100-200 Мгц, во время
работы лампу охлаждают до температуры тройной точки азота (63 К). В этих условиях
ширина оранжевой линии 86Kr не превышает 0,013-0,016 см-1 (в волновых
числах). Лампа устанавливается перед интерферометром, на котором измеряют концевые
или штриховые меры в длинах световых волн. В НИИМе создан эталонный интерферометр,
позволяющий измерять меры длины до 1000 мм со средним квадратическим отклонением
3*10-8. Измерение длины прототипа №28 на эталонном интерферометре
показало, что он больше метра по определению 1960 г. на 0,22 мкм.
Настоящая длина метра принимается в соответствии с резолюцией
17-ой Генеральной конференции по мерам и весам проходящей в октябре 1983 г.
в Париже (Франция) и определена как расстояние, проходимое светом в вакууме
за 1:299 792 458-ую долю секунды.
Алфавитный указатель