“一米”为何是这么长呢?

科技工作者之家 2020-11-17

生活中我们经常用“米”作为我们测量长度的单位,比如:小朋友身高1.3米,桌子长1米等。但是你有没有想过,为什么一米是这么长呢?其实“米”的起源和推广经历了很长的时间,一米到底是多长也是人们一直在思考的问题。

十七八世纪以前,世界上不同的地方使用的长度标准不一样,给人们的贸易交流带来了困扰。为了改变这种状况,人们试图建立世界上通用的长度计量标准。于是两位法国科学院院士约瑟夫·德朗布尔和安德烈·梅尚于1792至1799年,历时七年测量了法国敦刻尔克和巴塞罗那之间的距离,并由此推算出了地球北极和赤道之间的长度,将这段长度的千万分之一作为计量单位“米”。当时人们认为地球的大小是永恒不变的,这样得出的“米”的标准也会永恒不变。

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图片来源于网络

为了保存和重复得到“米”的长度,人们根据测量结果做了基准的“米尺”,即一根X形截面的铂杆,以此杆两端之间的距离定为1米,保存在了法国档案局。这个最早的“米尺”也被称为米原器,它的精度可以达到0.1微米,也就是一张普通打印纸的厚度的千分之一。这就是最早的米的长度的由来。

这个米原器在法国用了100年,后来又制造了新的国际基准米尺,材料为铂铱合金。为了推广“米”的长度在国际上的使用,1889年,第一届国际计量大会确定了以米原器为基准的米的定义。

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随着技术的发展,人们对米的精度要求越来越高,米原器的精度已经无法满足人们的要求。于是到了20世纪50年代,人们找到了一种不容易损坏的基准——光。光是以波的形式进行传播的,人们用光波波长作为长度单位的基准,这就是1960年进行第二次国际米定义的基础。用光波波长作为基准的米的长度误差为4纳米,也就是精度比原来的0.1微米提高了25倍。

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米的定义达到了如此高的精度,人们探索长度基准的脚步就此停止了吗?答案是:没有!充满智慧的人们发现,在新的科学技术下,光速和时间可以测得更加精确的数值,于是在1983年,第17届国际计量大会利用光速和时间的乘积对米做了第三次定义,“米是光在真空中于1/299792458秒内行进的距离。这也是为什么光速的国际公认值是299792458米/秒 。这样米的长度不但精度非常高,而且可以被重复测量。

到这里,大家应该明白了生活中所说的“一米”长度为什么是这么长了吧!看似普通的一个长度标准蕴含了这么多的学问!其实我们的生活中处处充满着科学知识,生活离不开科技的发展。在科学家们的不断努力和探索下,科学技术正进入飞速发展时代,并给人类社会带来了质的飞跃。