Keçmişdən bu günə metr

Metrin ölçü vahidi olaraq yaranması

Bu gün bir metrin ölçülməsi artıq böyük bir nailiyyət hesab edilmir; lakin tarix boyu metrin dəqiq olaraq nə qədər uzun olması ilə bağlı qərara gəlmək filosofları, ruhani şəxsləri və alimləri məşğul etmişdir.

Uzunluq insanlar tərəfindən sistematik olaraq ölçülən ilk şeylərdən biri olmuşdur. Bu ölçmələr çox vaxt bədənin müəyyən bir hissəsinin uzunluğuna əsaslanırdı. Ən yaxşı sənədləşdirilmiş nümunə Qədim Misir "qubit"idir, bu, dirsəkdən barmaq uclarına qədər olan məsafəyə əsaslanır (təxminən 52 sm). Bu, təxminən e.ə. 2500-cü ildə qəbul edilmiş ölçü vahidi olmuşdur və standartlaşdırılmış "qubit" çubuqları qara mərmərdən hazırlanmışdır. "Qubit" 28 rəqəmə bölünmüşdür və onlar da öz növbəsində daha kiçik vahidlərə bölünmüşdür; ən kiçik vahid təxminən 1 millimetr uzunluğunda idi.

Universal ölçü sistemi

Avropada standartlaşdırılmış ölçü vahidlərinin qəbul edilməsindən əvvəl uzun bir müddət keçmişdir. XIII əsrdə İngiltərədə bir sıra vahidlər standartlaşdırılmışdır, lakin cəmiyyətdə hələ də əsrlər boyu böyük fərqliliklər mövcud olmuşdur. XVII əsrin ortalarına yaxın universal ölçü sistemi üçün artan tələblər yaranmağa başlamışdır. Belə qeyd etmək lazımdır ki, bu təşəbbüskarlardan biri 1657-ci ildə suyun kütlə, uzunluq və həcm vahidləri arasındakı əlaqəni müəyyən edəcək bir sistem təklif edən isveçli filosof Georg Stiernhielm (1598-1672) idi.

Saniyəlik pendulum

Hollandiya fiziki Christiaan Huygens və fransız ruhanisi Gabriel Mouton tərəfindən digər diqqətəlayiq ideyalar irəli sürülmüşdür. 1669-cu ildə Huygens uzunluq vahidinin saniyəlik pendulum (bir saniyə ərzində tam bir yellənmə edən pendulum) ilə müəyyən edilməsini təklif etdi, lakin 1673-cü ildə Jean Richer adlı bir fransız pendulumun yellənməsinin yerləşdiyi coğrafi enlikdən asılı olduğunu sübut edə bildi və beləliklə, Huygensin təklifi qüvvədən düşdü.

Meridian qövsü

Mouton təklif etmişdi ki, uzunluğun əsas vahidi bir qövs dəqiqəsi (bir dərəcənin 1/60-ı) olmalıdır. Bu sistem ondalıq vahidlərə bölünəcəkdi və təklif olunan vahidin adı "milliare" idi. Universal ölçü vahidini əldə etmək üçün Yer meridianının üç ölçüsü aparılmışdır: Peru (1735-1746), Şimali İsveç (1736) və Cənubi Afrika (1756). Lakin 1789-cu ildə Fransız İnqilabı şəklində böyük bir ictimai dəyişiklik bu ölçü sisteminə elmi yanaşmanı dəstəkləmək üçün zəruri idi.

Təbii sabit

1790-cı ildə Talleyrand (Napoleonun sonradan xarici işlər naziri kimi tanınan) Fransız Milli Məclisinə Fransa və İngiltərənin uzunluq vahidi üçün birgə vahid qəbul etməsini təklif etdi. Bu vahid 45° enlikdə bir saniyəlik pendulumun uzunluğu ilə müəyyən ediləcəkdi. Lakin bu təklif nə Fransız, nə də İngilis elmi akademiyaları tərəfindən qəbul edildi. Bunun əvəzinə, 19 mart 1791-ci ildə Fransız Elmlər Akademiyası tərəfindən əks təklif irəli sürüldü. Onlar uzunluq vahidinin digər vahidlərdən asılı olmayan təbii bir sabitə bağlanmasını müdafiə etdilər. Bu, Moutonun Yer kürəsinin çevrəsinə əsaslanan vahid ideyasına qayıdırdı və uzunluq vahidinin Şimal qütbü ilə ekvator arasındakı məsafənin Paris üzərindən keçən meridian boyunca on milyonuncu hissəsi olaraq müəyyən edilməsini tövsiyə etdilər. Bu təklif 26 mart 1791-ci ildə qəbul edildi.

Metrik sistem

1799-cu ilin iyun ayında metrik sistem Fransada rəsmi olaraq qəbul edildi. Bu sistemin arxasında duran niyyət belə ifadə olunmuşdur: "À tous les temps, à tous les peuples" – bütün dövrlər üçün, bütün xalqlar üçün. Metrik sistemdə uzunluq vahidi "metr" adlanır (yunanca "metron" – ölçü). Bu vahid ondalıq vahidlərə bölünür və artırılır. Daha əvvəl olduğu kimi, bu vahid Paris meridianı boyunca Şimal qütbü ilə ekvator arasındakı məsafənin on milyonuncu hissəsi olaraq müəyyən edilmişdir. Arxiv metri adı ilə tanınan prototip metri yaratmaq üçün lazımi ölçmələrin tamamlanması bir neçə il çəkdi.

Arxiv metri

Quadrant ölçüsündə müəyyən səhvlərin olduğu aşkar edildi və nəticədə arxiv metri 0.2 mm qısa idi. Standart artıq bir çox ölçü cihazının əsasını təşkil etdiyinə görə, səhvi düzəltmək mümkün deyildi və metr arxiv metri uzunluğu ilə müəyyən edilməyə davam etdi. 1889-cu ilə qədər platin-iridium alaşımından 30-dan çox yeni metr bar prototipi istehsal edilmişdir. Arxiv metrinə ən çox uyğun gələn nümunə beynəlxalq metr prototipi olaraq qəbul edildi; lakin bu tərif yalnız 1927-ci ildə Yeddinci Ümumi Çəki və Ölçü Konfransı (CGPM 7) tərəfindən rəsmi olaraq təsdiq edildi. İsveç 29 nömrəli metri aldı.

Spektral xətlər

Ölçü texnikaları və alətləri inkişaf etdikcə metr prototipinin dəqiqliyi ilə bağlı tələblər artdı. Bu, metri müəyyən etmək üçün alternativ metodlar axtarışına gətirib çıxardı. Michelson interferometri istifadə edilərək beynəlxalq metr prototipindəki iki xətt arasındakı məsafəni optik olaraq ölçməklə, 1960-cı ildə On Birinci Ümumi Çəki və Ölçü Konfransı metri vakumda olan kripton-86 izotopunun narıncı spektral xəttindəki 1,650,763.73 dalğa uzunluğu olaraq yenidən müəyyən etdi.

Lazer

İnkişaf bununla bitmədi; ilk lazer istifadəyə verildi. Tezliklə məlum oldu ki, tezliklə sabitləşdirilmiş lazerlər interferometrik ölçmələrdə digər işıq mənbələrindən üstündür. Bu, həmçinin vakumdakı işıq sürətinin (c) dəqiq dəyərlərini qeyd etməyə imkan verdi. Bu, lazer tezliyi (f) və vakum dalğa uzunluğu (λ) dəqiqliklə ölçülərək fizikanın vacib sabiti olan işıq sürətinin müəyyən edilməsini mümkün etdi. İşıq sürəti c = f • λ əlaqəsi ilə müəyyən edilir.

Mövcud tərif

Dalğa uzunluqlarını interferometrik olaraq ölçərkən, işıq sürətinin dəqiq dəyərini əldə etməyin metri daha dəqiq müəyyən etmək üçün vacib olduğu məlum oldu. Bu hadisədən sonra, 20 oktyabr 1983-cü ildə CGPM 17 metri belə yenidən müəyyən etdi: metr, işığın vakumda 1/299,792,458 saniyə ərzində keçdiyi yolun uzunluğudur.

Bu, metrin mövcud tərifidir və gələcək üçün bu cür qalacağı ehtimal olunur.