Метар

Метар
Метар
Систем	СИ основна јединица
Јединица	дужина
Симбол	m
Јединична претварања
1 m у ...	... је једнак са ...
СИ јединице	1000 mm; 0,001 km
империјалне/САД јединице	1,0936 yd; 3,2808 ft; 39,370 in
наутичке јединице	0,00053996 nmi

Метар (симбол: m^[1]) је СИ основна јединица за даљину (или дужину у говору физичких наука). Дефинише се као дужина путање коју у апсолутном вакууму пређе светлост за време од тачно 1/(299 792 458) секунди.^[2] Ова дефиниција не мења величину јединице (погледати историју испод), али је уведена да би пратио скорашњи развој техника за мерење, где се дужина и време могу репродуковати са веома великом тачношћу – у случају времена, до тачности од 10¹³.

Метар је оригинално био дефинисан 1793. године као један десето-милионити део растојања између екватора и Северног пола. Године 1799, то је редефинисано у смислу прототипа метарског еталона (стварни еталон је промењен 1889. године). Године 1960, метар је био редефинисан у смислу одређеног броја таласних дужина одабраних емисионих линија криптона-86. Године 1983, је прихваћена садашња дефиниција.

Један метар је једнак приближно 39,37 инча (3,28 стопа). Империјални инч је дефинисан као 0,0254 метра (2,54 cm или 25,4 милиметра). Један метар је око 3 ³⁄₈ инча дужи од јарда, тј. око 39 ³⁄₈ инча.

Конверзије

1 метар је еквивалентан са:

тачно 1/0,9144 јарда (приближно 1,0936 јард)
тачно 1/0,3048 стопа (приближно 3,2808 стопе)
тачно 10000/254 инча (приближно 39,3700788 инча)

Историја

Сама реч долази из грчког метрон (μετρον [metron]), што значи „мера“, преко француског mètre. Прва забележена употреба у енглеском језику је из 1797. године.

У 18. веку, била су два фаворизована прилаза дефиницији стандардне јединице за дужину. Неки су предлагали дефинисање метра као дужине клатно са полу-периодом од једне секунде. Остали су предлагали дефинисање метра као један десетомилионити део дужине земљиног меридијана по квадранту (једна четвртина обима земље). Године 1791., Француска академија наука је одабрала меридијанску дефиницију, користећи париски меридијан, уместо дефиниције са клатном због мале варијације силе гравитације над површином земље, која утиче на период клатна.

Августа 1793. године, републиканска влада у Француској је одлучила да стандардна јединица дужине буде 10⁻⁷ земљиног квадранта који пролази кроз Париз и да се јединица назове метар. Пет година касније мерење је завршено и направљена су три стандарда од платине и више копија од гвожђа. Даље анализе су показале да је дужина земљиног квадранта била погрешно измерена, што је проузроковало да прва прототип еталона буде за петину милиметра краћа (због погрешног прорачуна заравнања земље), па је уместо мењања дужине метра како би се одржао 10⁻⁷ однос, метар је редефинисан као растојање између две означене тачке на еталону. Тако да је обим Земље кроз полове само приближно 40 милиона метара.

1870-их година, у доба модерне прецизности, серија међународних конференција је одржана како би се смислили нови метрички стандарди. Конвенција о метру (Уговор о метру) из 1875. године је обавезала стварање сталног Међународног бироа за тежине и мере у Севру у Француској. Ова нова организација би чувала нове прототипове метра и килограма када буду направљени и она би одржавала поређења између њих и националних стандарда за метар и килограм. Ова организација је направила нови прототипни еталон 1889. године успостављајући тако Међународни прототип метра као раздаљину између две линије на стандардном еталону од легуре сачињене од 90% платине и 10% иридијума 1893. године, стандардни метар је први пут измерен интерферометром од стране Алберта Абрахама Микелсона, проналазача те справе и заговорника коришћења неких одређених таласних дужина светлости као стандардна растојања. До 1925, интерферометрију је регуларно користио Међународни биро за тежине и мере. Међутим, међународни прототип метра је остао стандард све до 1960. Првобитни међународни прототип метра се и даље чува у Бироу под условима одређеним 1889. године.

Једанаеста Генерална конференција тежина и мера 1960. године је дефинисала метар у новом СИ систему као 1 650 763.73 таласних дужина наранџасто-црвене емисионе линије у спектру криптон-86 атома у вакууму.

Како би се још више смањила несигурност, седамнаеста Генерална конференција тежина и мера 1983. је заменила дефиницију метра са садашњом, и тако поправила дужину метра у вези са временом и брзином светлости:

Метар је дужина путање коју у вакууму пређе светлост за време од 1/(299 792 458) секунди.

Напомена: ова дефиниција тачно фиксира брзину светлости у вакууму на 299 792 458 m у секунди. Дефиниције базиране на физичким особинама светлости су прецизније јер се за особине светла сматра да су универзално константне.

Хронологија

Начини дефинисања метра су се временом мењали:

8. мај 1790 — Француска национална скупштина доноси одлуку да дужина новог метра треба да буде једнака дужини клатна са полупериодом од једне секунде.
30. март 1791 — Француска национална скупштина прихвата предлог Француске академије наука да нова дефиниција метра буде једнака једном десето милионитом делу (1/10.000.000) дужине квадранта дуж Земљиног меридијана кроз Париз, што је растојање од екватора до северног пола дуж тог квадранта.
1795 — Привремени метарни еталон је конструисана од месинга. Базирана на Беселовом елипсоиду и легално једнака са 443,44 линија на toise du Pérou (стандарду француске јединице дужине из 1747).
10. децембар 1799 — Француска национална скупштина специфицира метарски еталон од платине, направљену 23. јуна 1799 и депоновану у Националном архиву, као финални стандард. Легално једнака са 443,296 линија на toise du Pérou.
28. септембар 1889 — Прва Генерална конференција за тегове и мере (CGPM) дефинише метар као растојање између две линије стандардног еталона од легуре платине и 10% иридијума, мерено на тачки смрзавања леда.
6. октобар 1927 — Седми CGPM је редефинисао метар као растојање, на 0 °C (273 K), између оса две централне линије означене на прототипном еталону од платине-иридијума, при стандардном атмосферском притиску и док је подржана са два цилиндра од бар 10 mm (1 cm) пречника, симетрично постављена у истој хоризонталној равни на растојању од 571 mm (57.1 cm) један од другог.
14. октобар 1960 — Једанаести CGPM дефинише метар као 7006165076373000000♠1650763,73 таласне дужине у вакууму радијације кореспондирајућег прелаза између 2p¹⁰ и 5d⁵ квантног нивоа атома криптона-86.^[3]
21. октобар 1983 — Седамнаести CGPM дефинише метар као дужину пута који преваљује светлост у вакууму током временског интервала од 1/299 792 458 секунди.^[4]
2002 — Међународни комитет за тегове и мере (CIPM) сматра да је метар јединица правилне дужине и препоручује да се дефиниција ограничи на „дужине ℓ које су довољно кратке тако да су ефекти предвиђени општом релативношћу занемарљиви у односу на неизвесност реализације”.^[5]

Дефиниције метра од 1795^[6]
Основа дефиниције	Датум	Апсолутна непоузданост	Релативна непоузданост
1/10 000 000 део квадранта дуж меридијана, мерење по Деламбру и Мешену (443,296 линија)	1795	500–100 μm	6996100000000000000♠10⁻⁴
Први прототип фр. Mètre des Archives стандард од платине	1799	50–10 μm	6995100000000000000♠10⁻⁵
Еталон од платине-иридијума на тачки топљења леда (1. CGPM)	1889	0,2–0,1 μm (200–100 nm)	6993100000000000000♠10⁻⁷
Платинско-иридијумски еталон на тачки топљења леда и атмосферском притиску, подржан са два ваљака (7. CGPM)	1927	n.a.	n.a.
Хиперфина атомска транзиција; 7006165076373000000♠1650763,73 таласна дужина светлости из специфицираног прелаза у атому криптон-86 (11. CGPM)	1960	4 nm	6991400000000000000♠4×10⁻⁹^[7]
Дужина пута који пређе светлост у вакууму у 1/299 792 458 секунди (17. CGPM)	1983	0,1 nm	6990100000000000000♠10⁻¹⁰

СИ префикси примењени на метар

СИ префикси се често користе за означавање децималних умножака и делова метра, као што је приказано у доњој табели. Неки се често користе, док са другима то није случај. Дуга растојања се обично изражавају у km, астрономске јединице (149,6 Gm), светлосне године (10 Pm), или парсеци (31 Pm), пре него у Mm, Gm, Tm, Pm, Em, Zm или Ym; „30 cm”, „30 m”, и „300 m” се чешће јављају него „3 dm”, „3 dam”, и „3 hm”.

Термини микрон и (повремено) милимикрон се често користе уместо микрометра (μm) и нанометра (nm), али ова пракса се званично не препоручује.^[8]

Метар може да се користи са СИ префиксима.

Умножак	Име	Симбол	Умножак	Име	Симбол
10⁰	метар	m
10¹	декаметар	dam	10⁻¹	дециметар	dm
10²	хектометар	hm	10⁻²	центиметар	cm
10³	километар	km	10⁻³	милиметар	mm
10⁶	мегаметар	Mm	10⁻⁶	микрометар	µm
10⁹	гигаметар	Gm	10⁻⁹	нанометар	nm
10¹²	тераметар	Tm	10⁻¹²	пикометар	pm
10¹⁵	петаметар	Pm	10⁻¹⁵	фемтометар	fm
10¹⁸	ексаметар	Em	10⁻¹⁸	атометар	am
10²¹	зетаметар	Zm	10⁻²¹	зептометар	zm
10²⁴	јотаметар	Ym	10⁻²⁴	јоктометар	ym

Еквиваленти у другим јединицама

Метричка јединица изражена у не-СИ јединицама				Не-СИ јединица изражена у метричким јединицама
1 метар	≈	1,0936	јард	1 јард	≡	0,9144	метар
1 метар	≈	39,370	инч	1 инч	≡	0,0254	метар
1 центиметар	≈	6999393700000000000♠0,39370	инч	1 инч	≡	2,54	центиметар
1 милиметар	≈	6998393700000000000♠0,039370	инч	1 инч	≡	25,4	милиметар
1 метар	≡	1 × 10¹⁰	ангстрем	1 åнгстрем	≡	1 × 10⁻¹⁰	метар
1 нанометар	≡	10	ангстрем	1 ангстрем	≡	100	пикометара

Унутар ове табеле, „инч” и „јард” се односе на „међународни инч” и „међународни јард”^[9] респективно, мада приближне конверзије у левој колони важе за међународне и геодетске јединице.

"≈" значи „је приближно једнак са”;

"≡" значи „једнак по дефиницији” или „је тачно једнак”.

Један метар је тачно еквивалентан са 10 000/254 инча и са 10 000/9 144 јарда.

Постоји једноставно мнемоничко помагало за конверзију, у виду тројки:

1 метар је скоро еквивалентан са 3 стопе 3 ³⁄₈ инча.^[10] Тиме се прецењује за 0,125 mm. Међутим, уместо меморисања таквих формула за конверзију препоручује се визуелизација метричких јединица.

Антички египатски кубит је имао око 0,5 m (преживели еталони су 523–529 mm дуги). Шкотске и Енглеске дефиниције лакат (два кубита) су биле 941 mm (0,941 m) и 1143 mm (1,143 m) респективно. Антички париски туаз (фр. toise) је био нешто краћи од 2 m и био је стандардизован на тачно 2 m у систему уобичајених мера, тако да је 1 m био тачно ¹⁄₂ туаза. Руска врста је била 1,0668 km. Шведска миља је имала 10,688 km, али је промењена на 10 km кад је Шведска прешла на метричке јединице.

Види још

Међународни систем јединица
СИ префикс
Претварање јединица ради упоређивања са осталим јединицама

Референце

^ „Base unit definitions: Meter”. NIST. National Institute of Standards and Technology. 9. 5. 2019. Приступљено 12. 5. 2018.
^ „17th General Conference on Weights and Measures (1983), Resolution 1.”. Приступљено 12. 5. 2018.
^ Barbrow & Judson 1976, appendix 6.
^ Taylor and Thompson (2008a), Appendix 1, p. 70.
^ Taylor and Thompson (2008a), Appendix 1, p. 77.
^ Cardarelli 2003
^ Definition of the metre Resolution 1 of the 17th meeting of the CGPM (1983)
^ Taylor & Thompson (2003), p. 11.
^ Astin & Karo 1959.
^ Well-known conversion, publicised at time of metrication.

Литература

17th General Conference on Weights and Measures. (1983). Resolution 1. International Bureau of Weights and Measures.
Alder, Ken (2002). The Measure of All Things : The Seven-Year Odyssey and Hidden Error That Transformed the World. New York: Free Press. ISBN 978-0-7432-1675-3.
Astin, A. V. & Karo, H. Arnold, (1959), Refinement of values for the yard and the pound, Washington DC: National Bureau of Standards, republished on National Geodetic Survey web site and the Federal Register (Doc. 59-5442, Filed, 30 June 1959, 8:45 a.m.)
Judson, Lewis V. (1. 10. 1976) [1963]. Barbrow, Louis E., ур. Weights and Measures Standards of the United States, a brief history (PDF). Derived from a prior work by Louis A. Fisher (1905). USA: US Department of Commerce, National Bureau of Standards. LCCN 76-600055. NBS Special Publication 447; NIST SP 447; 003-003-01654-3. Архивирано из оригинала (PDF) 04. 03. 2016. г. Приступљено 12. 10. 2015.
Beers, J.S. & Penzes, W. B. (1992). NIST Length Scale Interferometer Measurement Assurance. (NISTIR 4998). National Institute of Standards and Technology.
Guedj, Denis (2001). La Mesure du Monde [The Measure of the World]. Превод: Goldhammer, Art. Chicago: University of Chicago Press.
„The International System of Units (SI)” (PDF) (на језику: French). Bureau International des Poids et Mesures. 2006. Приступљено 18. 8. 2008. CS1 одржавање: Непрепознат језик (веза)
- „HTML version”. Приступљено 24. 8. 2008.
Bureau International des Poids et Mesures. (n.d.). „Resolutions of the CGPM”. Архивирано из оригинала 13. 06. 2006. г. Приступљено 3. 6. 2006. (search facility)..
Bureau International des Poids et Mesures. (n.d.). „The BIPM and the evolution of the definition of the metre”. Архивирано из оригинала 07. 06. 2011. г. Приступљено 3. 6. 2006.
Bureau of Agriculture and Fisheries Standards (Philippines). „Philippine National Standard for Abaca Fiber Grading and Classification - Decorticated (PNS/BAFS 181:2016)” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) 04. 11. 2016. г. .
Cardarelli, François (2003). „Chapter 2: The International system of Units” (PDF). Encydopaedia of scientific units, weights, and measures: their SI equivalences and origins. Springer-Verlag London Limited. стр. 5. ISBN 978-1-85233-682-0. Приступљено 26. 1. 2017. „Data from Giacomo, P., Du platine à la lumière [From platinum to light]. Bull. Bur. Nat. Metrologie. 102: 5—14. 1995. Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ)..” Пронађени су сувишни параметри: |at= и |pages= (помоћ)
Humerfelt, Sigurd. (26 October 2010). „How WGS 84 defines Earth”. Архивирано из оригинала 30. 10. 2012. г. Приступљено 29. 4. 2011.
Layer, H.P. „Length—Evolution from Measurement Standard to a Fundamental Constant”. 2008. Архивирано из оригинала 12. 08. 2016. г. Приступљено 18. 8. 2008. . Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology..
Mohr, P., Taylor, B.N., and David B. Newell, D. „CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006” (PDF). 28. 12. 2007. Приступљено 18. 8. 2008. . Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology..
National Institute of Standards and Technology. (December 2003). „The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty: International System of Units (SI)”. Архивирано из оригинала 11. 11. 2004. г. CS1 одржавање: Неподобан URL (веза) (web site):
- „SI base units”. Приступљено 18. 8. 2008.
- „Definitions of the SI base units”. Приступљено 18. 8. 2008.
- „Historical context of the SI: Meter”. Приступљено 26. 5. 2010.
National Institute of Standards and Technology. (27 June 2011). NIST-F1 Cesium Fountain Atomic Clock. Author.
National Physical Laboratory. (25 March 2010). Iodine-Stabilised Lasers. Author.
„Maintaining the SI unit of length”. National Research Council Canada. 5. 2. 2010. Архивирано из оригинала 4. 12. 2011. г.
Republic of the Philippines. (2 December 1978). Batas Pambansa Blg. 8: An Act Defining the Metric System and its Units, Providing for its Implementation and for Other Purposes. Author.
Republic of the Philippines. (10 October 1991). „Republic Act No. 7160: The Local Government Code of the Philippines” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) 25. 01. 2019. г. . Author.
Penzes, W. (29 December 2005). „Time Line for the Definition of the Meter”. Архивирано из оригинала 12. 08. 2016. г. Приступљено 4. 12. 2010. . Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology — Precision Engineering Division..
Supreme Court of the Philippines (Second Division). (20 January 2010). „G.R. No. 185240”. Архивирано из оригинала 27. 04. 2018. г. . Author.
Taylor, B.N. and Thompson, A. (Eds.). (2008a). „The International System of Units (SI)” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) 03. 06. 2016. г. Приступљено 18. 8. 2008. . United States version of the English text of the eighth edition (2006) of the International Bureau of Weights and Measures publication Le Système International d’ Unités (SI) (Special Publication 330). Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology..
Taylor, B.N. and Thompson, A. „Guide for the Use of the International System of Units” (PDF). 2008b. Приступљено 23. 8. 2008. (Special Publication 811). Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology..
Tibo Qorl. „The History of the Meter”. 2005. Приступљено 18. 8. 2008. (Translated by Sibille Rouzaud)..
Turner, J. (Deputy Director of the National Institute of Standards and Technology). (16 May 2008).„Interpretation of the International System of Units (the Metric System of Measurement) for the United States” (PDF). 73 (96). . Federal Register , p. 28432-3.
Wilkins, J. (c. 2007). An essay towards a real character, and a philosophical language. [Also available „without images of original” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) 20. 03. 2012. г. .] Metrication Matters. (Reprinted from title page and pp. 190–194 of original, 1668, London: Royal Society)
Zagar, B.G. (1999). „Laser interferometer displacement sensors”. Ур.: Webster, John G. The Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook. CRC Press. ISBN 978-0-8493-8347-2.