Metr je jednou z nejběžnějších a nejrozšířenějších mezinárodních měrných jednotek. Ale kde se vzal referenční metr délky? Historie jeho vzniku sahá několik století a je spojena s různými vědci a výzkumníky.
Prvním krokem při vytváření referenčního metru bylo určení přesné délky jedné poledníkové hodiny. V roce 1792 Francie přijala systém měření a váhy založený na univerzálních jednotkách a tento systém vyžadoval nový měřítko délky. V tomto případě bylo rozhodnuto použít desetinnou soustavu a hlavní Vzdálenost v tomto systému se stala nazývána metrem.
V roce 1799 pak francouzský učenec Jean-Baptiste Delambre itiporeferoval metr na základě délky jednoho stupně v poledníku země. To umožnilo určit délku poledníku na zemském povrchu a na základě toho určit délku metru.
Měřítko délky metru však stále nebylo dostatečně přesné a v roce 1889 bylo nahrazeno novým vytvořeným francouzskými vědci. Nová reference byla Platinová iridiová tyč, která byla uložena v Paříži. V roce 1960 byl standard metru revidován a definován na základě světelné vlnové délky kryptonového izotopu, což umožnilo jeho instalaci ještě přesněji a spolehlivěji.
Historie: původ a evoluce
Historie metru začíná ve Francii na konci 18.století. V roce 1791 se Francouzská akademie věd rozhodla přijmout novou jednotku délky založenou na přírodních a přesnějších principech než předtím. V důsledku toho bylo rozhodnuto použít desetinnou soustavu opatření a nová jednotka dostala název "metr".
Na začátku byl metr definován jako deset milionů zlomků jednoho poledníku od severního pólu po elipsoid země procházející Paříží. Jak se však věda vyvíjela a různé metody měření, byly navrženy nové definice metru.
V roce 1889 byla na mezinárodní konferenci v Paříži přijata oficiální definice metru jako vzdálenosti rovnající se délce plazmy produkované některými izotopy kryptonu. Bylo však nepohodlné a obtížně použitelné, takže v roce 1960 byla přijata nová definice metru, založená na délce světelné vlny přenášené při přechodu atomu neonu.
Metr se nadále vyvíjel až do roku 1983, kdy byla přijata současná definice metru – to je vzdálenost, kterou světlo ve vakuu urazí za 1/299792458 sekundy. Tato definice poskytuje všestrannost a přesnost měření a zůstává v platnosti dodnes.
Původní definice metru
Na počátku 19.století byla navržena myšlenka vytvoření univerzální měrné jednotky, která by byla založena na spolehlivé fyzikální vlastnosti. Tato vlastnost pro určení metru byla původně zvolena velikost Země.
V roce 1791 Francie oficiálně přijala desetinný systém měření a v roce 1793 zákonodárné shromáždění definitivně schválilo metr jako základní jednotku délky. Určení metru bylo spojeno s jednou miliontinou kvadrantu poledníku země, který prochází Paříží.
V roce 1799 byl formulován metrický systém měření, ve kterém byl milimetr zlomkem metru a kilometr byl 1000 metrů. Tento metr se používal až do roku 1983, kdy byl metr předefinován na základě fyzikálních konstant.
Metr ve francouzské revoluci
Během francouzské revoluce, 1.května 1790, Francouzské národní shromáždění rozhodlo o zavedení nové jednotky měření délky, která dostala název "metr". Bylo to jedno z mnoha opatření přijatých v rámci revolučních transformací, jejichž cílem bylo stanovit nové standardy a vzdát se předchozích opatření a vah.
Metr byl definován jako 1/10 000 000 čtvrtin délky zemského rovníku měřeného od severního pólu k rovníku přes Paříž. Tato volba určila fyzikální základ pro novou jednotku délky.
Přesné měření délky rovníku však v té době nebylo možné, a proto byly k vytvoření referenčního metru použity jiné metody. Na základě mnoha měření a výpočtů bylo rozhodnuto, že metr bude roven délce měření vyrobeného z platiny.
| Datum | Popis |
|---|---|
| 10. Dubna 1791 | Schválení platinové lišty, která se stala měřítkem metru |
| 22. června 1799 | Určení metru jako 1/10 000 000 vzdálenosti od severního pólu k rovníku přes Paříž |
| 10. prosince 1799 | Ustavení vlády veřejných prací k vytvoření měřítek metru a kilogramu |
| 10. prosince 1799 | Stanovení referenčního metru a kilogramu z platiny |
Tato metoda měření metru se používala až do roku 1960, kdy byla přijata nová definice související s elektromagnetickými vlnami.
Mezinárodní prototyp metru
Prototyp metru byl vyroben v roce 1889 z platiny a iridia a má tvar válce o výšce 39 mm a průměru 39 mm. Je uložen za zvláštních podmínek, aby se zabránilo změně jeho velikosti, protože nejmenší změny délky prototypu metru mohou být ovlivněny mnoha faktory, jako je teplota, vlhkost a tlak.
Mezinárodní prototyp metru byl vytvořen na základě pařížského prototypu metru, který byl vyroben v roce 1799. Pařížský prototyp metru byl vyroben z platiny a byl verzí prvního měřítka, které definovalo metr jako 1/10 000 000 délky kvadrantu země měřeného na pařížském poledníku.
Mezinárodní prototyp byl používán až do roku 1960, kdy bylo rozhodnuto o jeho nahrazení novým měřítkem - světelnou délkou. Nicméně, mezinárodní prototyp je stále uložen a používán jako reference pro testování dalších metrových měřítek po celém světě. Jakékoli rozdíly mezi mezinárodním prototypem a dalšími metrovými referencemi ovlivňují definici a standardizaci délky metru.
Mezinárodní prototyp metru tak nadále hraje důležitou roli ve světovém systému jednotek a je měřítkem pro určení a porovnání délky metru po celém světě.
Moderní definice metru
V moderních měrných jednotkách mezinárodního systému (SI) je metr definován jako vzdálenost, kterou světlo ve vakuu urazí za čas 1/299 792 458 sekund. Tato hodnota byla vybrána jako definice metru po reformě mezinárodního systému jednotek v roce 1983.
Do té doby byl metr definován ve vztahu k prototypu metru, fyzickému objektu, který byl skladován a udržován Mezinárodním úřadem pro váhy a opatření ve francouzském Sèvres. Použití prototypu však bylo nepohodlné a způsobilo určité problémy, zejména ve věci zachování jeho trvanlivosti.
Nová definice metru je tedy spojena s nerozlišitelnými elektrickými a magnetickými vlnami, jako jsou světelné vlny. Podle stanovené hodnoty rychlosti světla je nyní metr konstantou a univerzální veličinou. To usnadňuje opakování a kontrolu jeho přesnosti, s výjimkou chyb spojených s ukládáním a šířením fyzického objektu.
Moderní definice metru vytváří stabilnější základ pro měření délek a zajišťuje jednotnost v používání měrné jednotky po celém světě. Ukazuje také vývoj vědeckých a technologických schopností při určování a používání měrných jednotek.
Vyhlídky na rozvoj
Metr jako měřítko délky hraje klíčovou roli v mnoha oblastech vědeckého a technického výzkumu. S rozvojem technologií a příchodem nových nástrojů a metod měření se neustále objevují otázky o zdokonalení měřítka metru a jeho přesnosti.
V současné době probíhá výzkum v oblasti ultra přesných měření a využití nových materiálů a technologií. Někteří vědci navrhují nahradit metr alternativními jednotkami měření, například kvantová fyzika navrhuje použít k určení délky přechodové frekvence mezi dvěma energetickými úrovněmi atomu.
Objevují se také otázky normalizace a mezinárodního uznání metrového etalonu. Jednou z možností je použití fotonových čar dané délky a nanotechnologií k výrobě referencí.
Navzdory těmto vývojům však metr jako měřítko délky zůstává jedním z nejdůležitějších a nejrozšířenějších měřících jednotek. Používá se v mnoha odvětvích vědy a průmyslu, včetně fyziky, inženýrství, geodézie, astronomie a dalších.