Метр (единица длины)

Определение "Метр (единица длины)" в Большой Советской Энциклопедии

Изотопная лампа (схема)

Метр (франц. metre, от греч. métron — мера), 1) единица длины метрической системы мер и Международной системы единиц. Обозначения: русское м, международное m. 2) Мера длины, воспроизводящая единицу длины — Метр (единица длины)

Поперечное сечение эталона метра

Согласно первому определению, принятому во Франции в 1791, Метр (единица длины) был равен 1×10^-7 части четверти длины парижского меридиана (см. Метрическая система мер). Размер Метр (единица длины) был определён на основе геодезических и астрономических измерений Ж. Деламбра и П. Мешена. Первый эталон Метр (единица длины) был изготовлен французским мастером Ленуаром под руководством Ж. Борда (1799) в виде концевой меры длины — платиновой линейки шириной около 25 мм, толщиной около 4 мм, с расстоянием между концами, равным принятой единице длины. Он получил наименование «метр архива» или «архивный метр» (по месту хранения). Однако, как оказалось, определённый т. о. Метр (единица длины) не мог быть вновь точно воспроизведён из-за отсутствия точных данных о фигуре Земли и значительных погрешностей геодезических измерений.

В 1872 Международная метрическая комиссия приняла решение об отказе от «естественных» эталонов длины и о принятии архивного Метр (единица длины) в качестве исходной меры длины. По нему был изготовлен 31 эталон в виде штриховой меры длины — бруса из сплава Pt (90%) — lr (10%). Поперечное сечение эталона имеет форму Х (рис. 1), придающую ему необходимую прочность на изгиб. Вблизи концов нейтральной плоскости эталона (ab, рис. 1) нанесено по 3 штриха. Расстояние между осями средних штрихов определяет при 0°С длину Метр (единица длины) Эталон № 6 оказался в пределах погрешности измерений равным архивному Метр (единица длины) Постановлением 1-й Генеральной конференции по мерам и весам этот эталон, получивший обозначение , был принят в качестве международного прототипа Метр (единица длины)

Прототип Метр (единица длины) и две его контрольные копии хранятся в Севре (Франция) в Международном бюро мер и весов. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте им. Д. И. Менделеева (ВНИИМ) в Ленинграде хранятся две копии (№ 11 и 28) Международного прототипа Метр (единица длины) При введении метрической системы мер в СССР (1918) государственным эталоном Метр (единица длины) была признана копия № 28. Международный прототип Метр (единица длины), погрешность которого 1×10^-7, и национальный прототипы обеспечивали поддержание единства и точности измерений на необходимом для науки и техники уровне в течение десятков лет.

Однако рост требований к точности линейных измерений и необходимость создания воспроизводимого эталона Метр (единица длины) стимулировали исследования по определению Метр (единица длины) через длину световой волны. 11-я Генеральная конференция по мерам и весам (1960) приняла новое определение Метр (единица длины), положенное в основу Международной системы единиц (СИ): «Метр (единица длины) — длина, равная 1650763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p¹⁰ и 5d⁵ атома криптона 86». Для обеспечения высокой точности воспроизведения Метр (единица длины) в международной спецификации строго оговорены условия воспроизведения первичного эталонного излучения. Монохроматическое излучение, соответствующее оранжевой линии криптона, создаётся специальной лампой (рис. 2), заполненной газообразным ⁸⁶Kr. Свечение газа возбуждается генератором высокой частоты 100—200 Мгц, во время работы лампу охлаждают до температуры тройной точки азота (63 К). В этих условиях ширина оранжевой линии ⁸⁶Kr не превышает 0,013—0,016 см^-1 (в волновых числах). Лампа устанавливается перед интерферометром, на котором измеряют концевые или штриховые меры в длинах световых волн. Во ВНИИМе создан эталонный интерферометр, позволяющий измерять меры длины до 1000 мм со средним квадратическим отклонением 3×10^-8. Измерение длины прототипа № 28 на эталонном интерферометре показало, что он больше Метр (единица длины) (по определению 1960) на 0,22 мкм.
 

  Лит.: Исаков Л. Д., На все времена, для всех народов, П., 1923; Баринов В. А., Современное состояние эталонов длины и методы точного измерения длины, Л., 1941; Батарчукова Н. Р., Новое определение метра, Метр (единица длины), 1964; Исследования в области линейных измерений, Метр (единица длины) — Л., 1965—68 [Тр. Метрологических институтов СССР, в. 78(138), в. 101(151)]; Бржезинский Метр (единица длины) Л., Ефремов Ю. П., Каяк Л. К., Внедрение нового определения метра в практику линейных измерений, «Измерительная техника», 1970, № 9.
  Л. К. Каяк.

Рис. 1. a — поперечное сечение эталона метра, б — штрихи на нейтральной плоскости ab эталона метра; расстояние между осями средних штрихов принимается за 1 м.

Kr и сосуда для охлаждения её стенок до 63К: 1 — баллон лампы; 2 — катод лампы; 3 — капилляр, в котором происходит свечение; 4 — сосуд Дьюара; 5 — герметически закрывающаяся металлическая камера; 6 — термопара для контроля температуры; 7 — манометр." href="/a_pictures/18/10/256424412.jpg">Kr и сосуда для охлаждения её стенок до 63К: 1 — баллон лампы; 2 — катод лампы; 3 — капилляр, в котором происходит свечение; 4 — сосуд Дьюара; 5 — герметически закрывающаяся металлическая камера; 6 — термопара для контроля температуры; 7 — манометр."http://krypton.atomistry.com/">Kr и сосуда для охлаждения её стенок до 63К: 1 — баллон лампы; 2 — катод лампы; 3 — капилляр, в котором происходит свечение; 4 — сосуд Дьюара; 5 — герметически закрывающаяся металлическая камера; 6 — термопара для контроля температуры; 7 — манометр." src="a_pictures/18/10/th_256424412.jpg">
Рис. 2. Схема изотопной лампы с 8₆Kr и сосуда для охлаждения её стенок до 63К: 1 — баллон лампы; 2 — катод лампы; 3 — капилляр, в котором происходит свечение; 4 — сосуд Дьюара; 5 — герметически закрывающаяся металлическая камера; 6 — термопара для контроля температуры; 7 — манометр.