måler

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
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 den grundlæggende længdeenhed 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 i 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 milliontedel 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

Standardmåler, Rue de Vaugirard , Paris (marmor)

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 en længdeenhed - 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

Oprindeligt skulle måleren være en ti milliontedel af afstanden mellem Nordpolen og ækvator på meridianen gennem Paris

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 den 10 mio. Del af jordkvadrantenmeridianen i Paris - det vil sige den ti mio. Del 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.

Kopi nummer 27 af den internationale platin-iridium-meter prototype fremstillet i 1889. Det var i brug i USA fra 1893 til 1960 som målestandard for længdeenheden.

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 bestemt 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

En Krypton-86 lampe, hvis vermilion-røde spektrallinje (bølgelængde ca. 606 nm) blev brugt mellem 1960 og 1983 til at definere måleren

Selvom der blev lagt stor vægt på holdbarhed og uforanderlighed ved 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 ud fra 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 redefineret: En meter var nu 1.650.763,73 gange bølgelængden af ​​strålingen, der udsendes 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 hvor som helst. 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 mere 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 definitionen af ​​ordlyden tilpasset den for 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 -0 1000 m
Hektometer Hm 10 2 -0 0 100 m
Dekameter dæmning 10 1 -0 00 10 m indtil 1884 også kæde [10]
måler m 10 0 00 10 dm indtil 1884 også personale [10]
decimeter dm 10 −1 00 10 cm forældet decimeter (omkring 1900)
centimeter cm 10 −2 00 10 mm indtil 1884 også Neuzoll [10]
millimeter mm 10 −3 1000 µm indtil 1884 også linje [10]
Mikrometer μm 10 −6 0 1000 nm forældet: mikron ( μ , forenklet udtryk [ min: ]); fra 1948 [11] til 1967 [12] enhed i målerkonventionen eller SI
Nanometer nm 10 −9 0 1000 pm forældet: millimicron (mμ) [13]
Ångström EN 10 -10 0 100 pm stadig brugt inden for 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 ≈ 0 3.2808 0 fod 1 fod = 000 0,3048 meter
1 meter ≈ 0 0.00062 miles (internationalt) 1 mile (international) = 1609.344 0 meter
1 meter ≈ 0 0,00054 sømil 1 sømil = 1852,0 000 meter
1 meter ≈ 0 1.0936 0 yards 1 yard = 000 0,9144 meter
1 meter ≈ 39.370 00 tommer 1 tomme = 000 0,0254 meter

Bemærk: "=" -tegnet betyder et eksakt match, der er defineret 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 vedrørende 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 det målte slet ikke er nævnt (på 100 meter) eller 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

Commons : Meter - samling af billeder, videoer og lydfiler
Wiktionary: Meter - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. a b Nye definitioner i International System of Units (SI). (pdf)PTB , adgang til 28. september 2019 .
  2. “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").
  3. ^ Resolution 1 i den første CGPM. Sanktion af de internationale prototyper af måleren og kilogrammet. Bureau International des Poids et Mesures , 1889, tilgås 12. april 2021 .
  4. Isaac Asimov: Michelson. I: Encyclopædia Britannica . Hentet 28. juli 2019 .
  5. ^ Resolution 6 i den 11. CGPM. Definition af måleren. Bureau International des Poids et Mesures , 1960, åbnede 12. april 2021 .
  6. Johannes Kaufmann: Måleren fylder 30. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, 16. oktober 2013, åbnes 19. juni 2019 .
  7. ^ Resolution 2 i 15. CGPM. Anbefalet værdi for lysets hastighed. Bureau International des Poids et Mesures , 1975, åbnede 12. april 2021 .
  8. ^ Beslutning 1 i 17. CGPM. Definition af måleren. Bureau International des Poids et Mesures , 1983, tilgås 12. april 2021 .
  9. ^ 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 .
  10. a b c d Om 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.
  11. ^ Resolution 7 i 9. CGPM. Skrivning og udskrivning af enhedssymboler og tal. Bureau International des Poids et Mesures , 1948, åbnede 12. april 2021 .
  12. ^ Resolution 7 i den 13. CGPM. Ophævelse af tidligere beslutninger (mikron, nyt lys). Bureau International des Poids et Mesures , 1967, åbnede 12. april 2021 .
  13. ^ 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.
  14. Grossh. Badisches Centralbureau for meteorologi og hydrografi: Rhinen og dens vigtigste bifloder . Ernst & Korn, Berlin 1889.
  15. a b DUDEN - Den store ordbog over det tyske sprog . Bibliographisches Institut & FA Brockhaus, Mannheim 2000, ISBN 3-411-71001-2 .
  16. DIN 1301-1: 2010-10 enheder-Del 1: Enhedsnavne, enheds symboler, oktober 2010.
  17. ^ Duden, bind 9: Korrekt og god tysk , derefter kort opsummeret Juliane Topka: Meter eller Meter?