måler
| Fysisk enhed | |
|---|---|
| Enhedsnavn | måler |
| Enhedssymbol | |
| Fysisk mængde | længde |
| Formelsymbol | Etc. |
| dimension | |
| system | Internationalt enhedssystem , teknisk målesystem |
| I SI -enheder | Baseenhed |
| I CGS -enheder | (Centimeter er grundenheden) |
| Opkaldt efter | oldgræsk μέτρον metron , tysk 'mål, længde' |
Måleren er basisenheden for længde i International System of Units (SI) og i andre metriske enhedssystemer . En meter er defineret som længden af den afstand, som lyset bevæger sig i et vakuum over en periode på 1/299 792 458 sekunder . [1] Enhedssymbolet for måleren er det små bogstav "m". De internationale præfikser for måleenheder bruges til decimalmultipler og dele af måleren.
Måleren blev defineret i 1799 som længden af den originale måler , en prototype lavet af platin . Ifølge de målinger, der blev udført på det tidspunkt, svarede længden til ti milliondel af afstanden fra Nordpolen til ækvator . Den nuværende definition har været gældende siden 1983.
definition
Måleren er defineret af lysets hastighed i vakuum c er en fast værdi blevet tildelt, og den anden (e) er også en naturlig konstant, oscillationsfrekvensen Δ ν Cs er defineret . [1][2]
Denne definition har været gældende siden 1983 (den nuværende formulering siden 2019).
Definitionshistorie
Måleren som en længdeenhed har været i brug siden slutningen af 1700 -tallet. Oprindelsen af denne længdeenhed går tilbage til en beslutning truffet af den franske nationalforsamling om at definere et ensartet længdemål. Dette blev efterfulgt af en række forslag til at definere en længdeenhed, som i modsætning til traditionelle længdemål, ikke var afledt fra længden af humane ben ( finger bredde , tomme , hånd bredde , hånd span , alen , fod , skridtet, og fathom ). I 1668 foreslog Abbé Jean Picard det andet pendul som længdeenheden - dvs. længden af et pendul, der har en halv periode på et sekund. I Europas tyngdefelt ville et sådant pendul have en længde på ca. 0,994 m og ville komme temmelig tæt på den nuværende definition af måleren.
Jordfigur
Det var dog ikke sekundpendulet, der var afgørende for den nye længdeenhed, men jordens figur . I 1735 sendte Paris Academy of Sciences to ekspeditioner for at måle grader i det, der nu er Ecuador og Lapland for at bestemme de nøjagtige dimensioner af jorden. I 1793 fastlagde den franske nationale konvention - ud over en ny kalender - et nyt mål for længde: måleren skulle være 10 milliondel af jordens kvadrant på Paris meridian - det vil sige den ti milliontedel af afstanden fra Nordpolen via Paris til ækvator . En prototype af denne måler blev støbt i messing i 1795.
Standardmåler
Mellem 1792 og 1799 omdefinerede Delambre og Méchain længden af meridianbuen mellem Dunkerque og Barcelona . En kombination med Ecuador-Lapplands resultater resulterede i en ny værdi på 443.296 Paris linjer, som blev erklæret bindende i 1799 og udformet som en platin stang, den originale måler.
I 1800 -tallet kom imidlertid mere præcise målinger af jorden til det resultat, at den oprindelige måler var omkring 0,02% for kort. Ikke desto mindre blev måleren defineret i 1799 bibeholdt - med det resultat, at jordens meridiankvadrant ikke er 10.000 km, men 10.001.966 km lang. Denne længde gælder for meridianen i Paris, andre meridianer kan have forskellige længder. En bivirkning var, at det blev erkendt, at jorden ikke er en nøjagtig revolution ellipsoid, men har en uregelmæssig form. Jorden havde således vist sig at være uegnet til at definere måleren. Derfor blev måleren defineret som længden af et specifikt objekt - den originale måler. Alle senere definitioner havde til formål at matche denne længde så tæt som muligt.
I 1889 introducerede International Bureau of Weights and Measures (BIPM) International Meter Prototype som en prototype for enhedsmåleren. [3] Dette var en stang med et korsformet tværsnit. En platinbaseret iridium legering i et forhold på 90:10 blev valgt som materiale. Længden af måleren blev bestemt som afstanden mellem midterlinjerne i to grupper af linjer på pinden holdt ved en konstant temperatur på 0 ° C. 30 kopier af denne prototype blev lavet og overdraget til nationale kalibreringsinstitutter.
bølgelængde
Selvom der blev lagt stor vægt på holdbarhed og uforanderlighed i fremstillingen af målerprototyperne, var det klart, at disse er fundamentalt ubestandige. Kopilagning førte uundgåeligt til afvigelser og - samt regelmæssige sammenligninger af kopierne med hinanden og med originalen - risikoen for skader.
Som et middel foreslog Albert A. Michelson i begyndelsen af det 20. århundrede at definere måleren baseret på bølgelængden af spektrale linjer . [4] I 1951 udviklede Ernst Engelhard og Wilhelm Kösters spektrallampen Krypton-86 påPhysikalisch-Technische Bundesanstalt i Braunschweig , som producerede orange-rødt lys med den mest stabile og mest pålidelige reproducerbare bølgelængde på det tidspunkt og overgik præcisionen af den originale måler. I 1960 blev måleren officielt omdefineret: En meter var nu 1.650.763,73 gange bølgelængden af strålingen udsendt af atomerne i nuklidet 86 Kr under overgangen fra tilstand 5d 5 til tilstand 2p 10 og spredte sig i et vakuum . [5] Den numeriske værdi blev valgt, så resultatet svarede til måleren, der var gældende indtil 1960 inden for måleusikkerheden på det tidspunkt. At forstå denne definition krævede kun viden om atomfysik . Hvis dette og det nødvendige udstyr var til rådighed, kunne en meters længde gengives på ethvert sted. Måleren var den første grundenhed, der var baseret på en naturlig konstant, og som kunne implementeres uafhængigt af målestandarder og målebestemmelser.
Lysets hastighed
Med krypton -lampen kunne måleren realiseres med en præcision på 10 −8 . Med opdagelsen af laseren blev der imidlertid udviklet flere og mere stabile lyskilder og målemetoder i de følgende år. Især lysets hastighed kunne bestemmes med en nøjagtighed på 1 m / s, og præcisionen i måleenheden, måleren, blev den begrænsende faktor. [6] Derfor blev det på den 15. generalkonference om vægte og mål (CGPM) i 1975 anbefalet, at den numeriske værdi af lysets hastighed ikke længere skulle måles, men at længdeenheden skulle defineres ved hjælp af hastigheden af lys. [7] Den 17. CGPM accepterede denne anbefaling den 20. oktober 1983. [8] Måleren blev defineret som den afstand, lyset bevæger sig i et vakuum inden for tidsintervallet 1/299 792 458 sekunder . Med revisionen af SI i 2019 ved den 26. generalkonference om vægte og foranstaltninger [9] blev kun definitionens ordlyd tilpasset til de andre SI -baseenheder.
Almindelige decimalmultipler
Enhedsmåleren bruges med forskellige decimalmultipler, der er angivet med de respektive SI -præfikser , for eksempel:
| betegnelse | symbol | faktor | Som et multiplum | Bemærkninger , for eksempler på sådanne længder se størrelsesorden (længde) |
|---|---|---|---|---|
| kilometer | km | 10 3 | 1000 m | |
| Hektometer | Hm | 10 2 | 100 m | |
| Dekameter | dæmning | 10 1 | 10 m | indtil 1884 også kæde [10] |
| måler | m | 10 0 | 10 dm | indtil 1884 også personale [10] |
| decimeter | dm | 10 −1 | 10 cm | forældet decimeter (omkring 1900) |
| centimeter | cm | 10 −2 | 10 mm | indtil 1884 også Neuzoll [10] |
| millimeter | mm | 10 −3 | 1000 µm | indtil 1884 også linje [10] |
| Mikrometer | μm | 10 −6 | 1000 nm | forældet: mikron ( μ , forenklet udtryk [ min: ]); fra 1948 [11] til 1967 [12] enhed i målerkonventionen eller SI |
| Nanometer | nm | 10 −9 | 1000 pm | forældet: millimicron (mμ) [13] |
| Ångström | EN | 10 -10 | 100 pm | stadig bruges i fysisk kemi og molekylær termodynamik, ikke SI-kompatibel |
| Picometer | om eftermiddagen | 10 −12 | 1000 fm | |
| Femtometer | fm | 10-15 | i atom- og partikelfysik som Fermi |
Sammensætninger med yderligere præfikser såsom megameter (Mm; 10 6 m eller 1000 km) er ualmindelige. Tidligere var (ikke SI-konform) myriameter (M yr ) [14] i brug, 1 M år = 10 km, se Myriameter sten .
Forholdet til andre fælles længdeenheder
| Målere udtrykt i ikke-SI-enheder | Ikke-SI-enheder udtrykt i meter |
|---|---|
| 1 meter ≈ 3.2808 fod | 1 fod = 0,3048 meter |
| 1 meter ≈ 0.00062 miles (internationalt) | 1 mile (international) = 1609.344 meter |
| 1 meter ≈ 0,00054 sømil | 1 sømil = 1852,0 meter |
| 1 meter ≈ 1.0936 yards | 1 yard = 0,9144 meter |
| 1 meter ≈ 39.370 tommer | 1 tomme = 0,0254 meter |
Bemærk: "=" -tegnet betyder et eksakt match, der defineres ved definition; "≈" symbolet angiver en afrundet værdi.
Introduktion af det metriske system i Tyskland
Den 17. august 1868 besluttede det nordtyske forbund at indføre det franske målersystem gennem det nordtyske mål og vægtbekendtgørelse (i loven: Mål og vægtbekendtgørelse for det nordtyske forbund). Det trådte i kraft i det tyske kejserrige den 1. januar 1872. Tyskland var et af de tolv stiftende medlemmer af Meterkonventionen i 1875.
Sprogbrug
Den tyske enhed navn meter går tilbage til den franske mètre [fra latin Metrum, græsk metron = (vers) foranstaltning, stavelse foranstaltning]. [15]
I henhold til DIN 1301-1: 2002-10, enheden navn meter var kastrat (måleren), analogt med de oprindelige sprog. Med DIN 1301-1: 2010-10 blev maskulin (måleren) imidlertid defineret som normen. [16] Hermed blev det tekniske sprog tilpasset den generelle brug, hvor maskulin dominerer. [15] "" -måleren bruges derimod til sin betydning som et måleinstrument, for eksempel: termometeret .
Ifølge Duden -redaktionen kan man skelne mellem følgende sager om spørgsmålet om, hvorvidt måler er bøjet efter nummer og sag: [17]
- Hvis måleenheden er direkte efter måleenheden, bruges den endeløse form - som med alle måleenheder med maskulint køn - i en højde af 2 meter eller i en afstand af 100 meter
- Hvis måleenheden ikke ligger direkte bag måleenheden, bruges formen med en bøjet slutning normalt ( -s i genitiv ental, -n i dativ flertal). Det er ligegyldigt, om de målte data slet ikke er nævnt (ved 100 meter) eller er et andet sted i sætningen (i en afstand af 100 meter) .
- Den bøjede ende bruges også, når der er en artikel før antallet og måleenheden: med 150 meters gang eller forsømmelse af en meter .
Afledte måleenheder
Arealenheden kvadratmeter og volumenheden kubikmeter (og dermed også literen ) er afledt af måleren . Oprindeligt defineret ved massen af en liter vand, blev kilogrammet også afledt af måleren.
litteratur
- Hans-Joachim v. Alberti: Mål og vægt. Historiske og tabulære fremstillinger fra begyndelsen til i dag. Akademie-Verlag, Berlin 1957.
- Johannes Hoppe-Blank: Fra det metriske system til det internationale enhedssystem . Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig 1975 (rapport PTB-ATWD-5).
- Reinhard Kreutzfeldt: Arkivmåleren - på grundlaget for det metriske system for 200 år siden. I: Landmåler. 3/99, Verlag Chmielorz, 1999, s. 156-158.
- Bettina Schütze, Andreas Engler, Harald Weber: Lærebogsmåling - Grundlæggende viden. 2. udgave. Selvudgivet, Dresden 2007, ISBN 978-3-936203-07-3 .
- Harald Schnatz: Længde - målerens SI -basisenhed. I: PTB-Mitteilungen. 1/2012, s. 7-22. (online)
Weblinks
- Måleren - artikel om definition (PTB )
- BIPM og udviklingen af målerens definition
- ZDF Mediathek; Terra X: Jagten på den originale måler (27. januar 2016) (Dokumentar om måling af Delambre og Mechain 1792–1799)
Individuelle beviser
- ↑ a b Nye definitioner i International System of Units (SI). (pdf)PTB , adgang til 28. september 2019 .
- ↑ “Måleren, enhedssymbol m, er SI -længdeenheden. Det defineres ved at angive den numeriske værdi 299 792 458 for lysets hastighed i vakuum c , udtrykt i enheden m / s, hvor den anden er defineret ved hjælp af Δν Cs . " Direktiv (EU) 2019/1258 (PDF) - officiel tysk oversættelse fra: Le Système international d'unités . 9e édition, 2019 (den såkaldte "SI Brochure").
- ^ Resolution 1 i den første CGPM. Sanktion af de internationale prototyper af måleren og kilogrammet. Bureau International des Poids et Mesures , 1889, adgang til 12. april 2021 .
- ↑ Isaac Asimov: Michelson. I: Encyclopædia Britannica . Hentet 28. juli 2019 .
- ^ Resolution 6 i den 11. CGPM. Definition af måleren. Bureau International des Poids et Mesures , 1960, åbnede 12. april 2021 .
- ↑ Johannes Kaufmann: Måleren fylder 30. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, 16. oktober 2013, åbnes 19. juni 2019 .
- ^ Resolution 2 i 15. CGPM. Anbefalet værdi for lysets hastighed. Bureau International des Poids et Mesures , 1975, åbnede 12. april 2021 .
- ^ Beslutning 1 i 17. CGPM. Definition af måleren. Bureau International des Poids et Mesures , 1983, tilgås 12. april 2021 .
- ^ Resolution 1 i 26. CGPM. Om revisionen af International System of Units (SI). Tillæg 1. Bureau International des Poids et Mesures , 2018, åbnet 12. april 2021 .
- ↑ a b c d På de tyske udtryk kæde, stang, Neuzoll og Strich:
Linje, dimensionsbetegnelse . I: Brockhaus Konversations-Lexikon 1894-1896, bind 15, s. 436.
H. Balsam: Guide til planimetri sammen med en samling doktriner og øvelser. Genoptryk af 1. udgave fra 1872, Salzwasser Verlag, Paderborn, ISBN 978-3-8460-4629-6 , begrænset forhåndsvisning i Google bogsøgning.
Adam Baron v. Burg: Pendulet som et mål for tid og længde med overgangen til det metriske mål og vægt. I: Forening til formidling af videnskabelig viden i Wien (red.): Populære foredrag fra alle fag inden for naturvidenskab. 16. Cyclus, Wien 1876, s. 509, scanning (PDF; 1,4 MB) tilgået 15. april 2018. - ^ Resolution 7 i 9. CGPM. Skrivning og udskrivning af enhedssymboler og tal. Bureau International des Poids et Mesures , 1948, åbnede 12. april 2021 .
- ^ Resolution 7 i den 13. CGPM. Ophævelse af tidligere beslutninger (mikron, nyt lys). Bureau International des Poids et Mesures , 1967, åbnede 12. april 2021 .
- ^ K. Rauschert, J. Voigt, I. Wilke, K-Th. Wilke: Kemikalietabeller og beregningstabeller til analytisk praksis . 11. udgave. Europa-Lehrmittel, 2000, ISBN 978-3-8085-5450-0 , s. 20.
- ↑ Grossh. Badisches Centralbureau for meteorologi og hydrografi: Rhinen og dens vigtigste bifloder . Ernst & Korn, Berlin 1889.
- ↑ a b DUDEN - Den store ordbog over det tyske sprog . Bibliographisches Institut & FA Brockhaus, Mannheim 2000, ISBN 3-411-71001-2 .
- ↑ DIN 1301-1: 2010-10 enheder-Del 1: Enhedsnavne, enheds symboler, oktober 2010.
- ^ Duden, bind 9: Korrekt og god tysk , derefter kort opsummeret Juliane Topka: Meter eller Meter?