米制的演变史
Alu · 2010-01-28 11:00 · 47543 次点击
1790年法国国民议会通过决议,责成法国科学院研究如何建立长度和质量等基本物理量的基准,为统一计量单位打好基础。次年,又决定采用通过巴黎的地球子午线的四分之一的千万分之一为长度单位,选取古希腊文中“metron”一词作为这个单位的名称,后来演变为“meter”,中文译成“米突”或“米”。从1792年开始,法国天文学家用了7年时间,测量通过巴黎的地球子午线,并根据测量结果制成了米的铂质原器,这支米原器一直保存在巴黎档案局里。
法国人开创米制后,由于这一体制比较科学,使用方便,欧洲大陆各国相继采用。
后来又作了测量,发现这一米原器并不正好等于地球子午线的四千万分之一,而是大了0.2毫米。人们认为,以后测量技术还会不断进步,热必会再发现偏差,与其修改米原器的长度,不如就以这根铂质米原器为基准,从而统一所有的长度计量。
1875年5月20日由法国政府出面,召开了20个国家政府代表会议,正式签置了米制公约,公认米制为国际通用的计量单位。同时决定成立国际计量委员会和国际计量局。到1985年10月止,米制公约成员国已有47个。我国于1977年参加。
国际计量局经过几年的研究,用含铂90%、铱10%的合金精心设计和制成了30根横截面呈X琪的米原器。这种形状最坚固又最省料,铂铱合金的特点则是膨胀系数极小。这30根米原器分别跟铂质米原器比对,经过遴选,取其中一根作为国际米原器。1889年,国际计量委员会批准了这项工作,并且宣布:1米的长度等于这根截面为X形的铂铱合金尺两端刻线记号间在冰融点温度时的距离。
其余一些米原器都与国际米原器作过比对,后来大多分发给会员国,成为各国的国家基准,以后每隔几十年都要进行周期检定,以确保长度基准的一致性。
然而实际上米原器给出的长度并不一定正好是1米,由于刻线工艺和测量方法等方面的原因,在复现量值时总难免有一定误差,这个误差不小于0.1微米,也就是说,相对误差可达1×10e(-7)。时间长了,很难保证米原器本身不会发生变化,再加上米原器随时都有被破坏的危险。所以,随着科学与技术的发展,人们越来越希望把长度的基准建立在更科学、更方便和更可靠的基础上,而不是以某一个实物的尺寸为基准。光谱学的研究表明,可见光的波长是一些很精确又很稳定的长度,有可能当作长度的基准。19世纪末,在实验中找到了自然镉(Cd)的红色谱线,具有非常好的清晰度和复现性,在15摄氏度的干燥空气中,其波长等于y=6438.4696×10e(-10)米。