¿Cómo se determina la longitud de un metro? ¿En base a qué?
Análisis:
Unidad de longitud
En la antigüedad, a menudo se usaba parte del cuerpo humano como unidad. de longitud. Por ejemplo, el libro "Refranes de la familia Confucio" compilado por Wang Su durante el período de los Tres Reinos (principios del siglo III d.C.) registra: "La tela se refiere a la pulgada, la mano conoce la regla y el codo conoce la búsqueda". El brazo se extiende dos metros y medio de largo, lo cual es una búsqueda. También hay un registro que dice: "Diez pies son un zhang, y un hombre mide dos metros y medio de largo, por eso se le llama marido. Se puede ver que en la antigüedad, pulgadas y dedos, pies y manos, y partes del cuerpo". estaban en correspondencia uno a uno.
El llamado "codo", de unos 52 ~ 53 cm, se usaba comúnmente en los antiguos países occidentales y está estrechamente relacionado con la longitud desde la punta del dedo medio hasta el codo de la mano.
También existen objetos físicos como base para las unidades de longitud. Por ejemplo, la pulgada en el sistema imperial proviene de la longitud de tres granos de cebada secos y redondos dispuestos uno detrás del otro.
Durante muchos años, los países de todo el mundo han estado utilizando una variedad de unidades de longitud, e incluso un país o región ha utilizado diferentes unidades de longitud en diferentes momentos. Esto es confuso y extremadamente inconsistente, lo que ha generado una confusión. muchos problemas a la circulación de mercancías. Por lo tanto, con el avance de la ciencia y la tecnología, las unidades de longitud poco a poco se van unificando. Este proceso comenzó hace cientos de años.
En 1790, la Asamblea Nacional francesa aprobó una resolución que ordenaba a la Academia de Ciencias de Francia estudiar cómo establecer puntos de referencia para cantidades físicas básicas como la longitud y la masa, con el fin de sentar una base sólida para unificar las unidades de medida. . Al año siguiente, se decidió utilizar como unidad de longitud una décima parte de un cuarto del meridiano de la Tierra que pasa por París, y se eligió la palabra "metron" en griego antiguo como nombre de esta unidad, que más tarde evolucionó a "metro", traducido como "arroz" o "arroz" en chino. A partir de 1792, los astrónomos franceses midieron durante 7 años el meridiano de la Tierra que pasa por París y, basándose en los resultados de la medición, produjeron un prototipo de platino de 1 metro, que se conserva en los Archivos de París.
Después de que los franceses fueran pioneros en el sistema métrico, los países de Europa continental lo adoptaron uno tras otro porque este sistema era científico y fácil de usar.
Posteriormente se realizaron mediciones y se comprobó que el homínido de un metro no era exactamente igual a un cuarto del meridiano terrestre, sino 0,2 mm más grande. Creo que la tecnología de medición seguirá mejorando en el futuro y se volverá a encontrar la desviación. En lugar de modificar el largo de la barra de arroz, sería mejor utilizar esta barra de arroz platino como base para unificar todas las medidas de longitud.
El 20 de mayo de 1875, el gobierno francés convocó una reunión de representantes de 20 países para firmar formalmente la Convención del Sistema Métrico y reconocer el sistema métrico como una unidad de medida aceptada internacionalmente. Al mismo tiempo, se decidió crear el Comité Internacional de Pesas y Medidas y la Oficina Internacional de Pesas y Medidas. En junio de 1985 y el 10 de junio, la Convención Métrica tenía 47 miembros. China participó en 1977.
Después de varios años de investigación, la Oficina Internacional de Pesas y Medidas diseñó y fabricó cuidadosamente 30 dispositivos de arroz originales con una sección transversal en forma de X, 90 de los cuales eran de platino y 10 de iridio. Esta forma es la más resistente y ahorra material, y la aleación de platino-iridio se caracteriza por un coeficiente de expansión muy pequeño. Estos 30 dispositivos originales de arroz se compararon con dispositivos originales de arroz platino. Después de la selección, uno de ellos fue calificado como dispositivo original de arroz internacional. En 1889, el Comité Internacional de Pesas y Medidas aprobó el trabajo, declarando que la longitud de 1 metro era igual a la distancia entre las marcas marcadas en los dos extremos de esta regla en forma de X de aleación de platino e iridio a la temperatura del punto de fusión.
Se compararon otros prototipos de arroz con el Prototipo Internacional de Arroz, y la mayoría se distribuyó posteriormente a los países miembros y se convirtieron en puntos de referencia nacionales para cada país. En el futuro, se deberían realizar verificaciones periódicas cada pocas décadas para garantizar la coherencia de la referencia de eslora.
Pero, de hecho, la longitud dada por el metro original no es necesariamente exactamente 1 m. Debido a la tecnología de corte en cubitos, los métodos de medición y otras razones, siempre hay un error en la reproducción de los valores, que no es inferior a 0,1 micras, lo que significa que el error relativo puede alcanzar 1×10e(-7). Con el tiempo, es difícil garantizar que el dispositivo Mihara en sí no cambie, y el dispositivo Mihara corre peligro de ser destruido en cualquier momento. Por lo tanto, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la gente espera cada vez más basar la longitud en una base más científica, conveniente y confiable, en lugar del tamaño de un objeto. Los estudios espectroscópicos han demostrado que las longitudes de onda de la luz visible son longitudes muy precisas y estables que pueden usarse como punto de referencia para la longitud.
A finales de 19 se descubrió en el experimento la línea espectral roja del cadmio natural (Cd) con muy buena claridad y reproducibilidad. En aire seco a 15 grados Celsius, su longitud de onda es igual a Y = 6438,4696×10e(-10) metros.
Según el acuerdo internacional de 1927, se decidió utilizar esta línea espectral como estándar de longitud de espectroscopia, determinando que 1 metro = 155164438 03 YCD. Por primera vez, la gente encontró un estándar invisible que podía. utilizarse para definir un medidor.
Los científicos continuaron sus investigaciones y posteriormente descubrieron que la línea espectral naranja del criptón (86 Kr) es mejor que la línea espectral roja del cadmio. En 1960, en la XI Conferencia Internacional de Pesas y Medidas, se decidió sustituir la línea roja del cadmio por la línea naranja del criptón (86Kr), y se cambió la definición del metro a: "La longitud del metro es igual a 1650763,73 veces la longitud de onda de la radiación, lo que equivale al criptón (86Kr) en el vacío. La transición entre los niveles de energía de los átomos 2P10 y 5d5”
La precisión de este punto de referencia es bastante alta, con. ¿Un error relativo inferior a 4×10e(-9)? , equivalente a no menos de 4 mm en una medida de 1 km de longitud.
Sin embargo, la longitud de onda del espectro atómico es demasiado corta e inevitablemente se verá afectada por factores como la corriente y la temperatura, por lo que la precisión de la reproducción es aún limitada. Después de la década de 1960, debido a la aparición del láser, se descubrió una fuente de luz superior. El uso de láseres en lugar de espectroscopia de criptón permite realizar mediciones de longitud más precisas. Siempre que se determine un determinado intervalo de tiempo, la unidad de longitud se puede definir a partir del producto de la velocidad de la luz por este intervalo de tiempo. En la década de 1980, se utilizaron láseres para medir la velocidad de la luz C en el vacío, y se obtuvo C = * * * * * * * * m/s.
1983 10 La 17ª Conferencia Internacional sobre Pesas y Medidas adoptó una nueva definición del metro: "El metro es la longitud de la distancia que recorre la luz en el vacío de 1/* * * * * * * *segundos." La nueva definición de arroz tiene una gran importancia científica. Desde entonces, la velocidad de la luz c se ha convertido en un valor preciso. Al unificar las unidades de longitud con el tiempo, podemos utilizar mediciones de tiempo altamente precisas y mejorar en gran medida la precisión de las mediciones de longitud.