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米 (单位)

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单位制: 国际单位制基本单位
量的名称 长度
符号: m
单位换算
1 m 相当于
   美国常用单位    ≈ 3.2808 ft
        ≈ 39.370 in

,中國大陸和香港作,台灣作公尺英式英文metre美式英文meter),是国际单位制基本长度单位,符号为m[1]1米的长度最初定义为通过巴黎子午线上从地球赤道北极点的距离的千万分之一。其后随着人们对度量衡学的认识加深,米的长度的定义几经修改。从1983年至今,米的长度已经被定义为“真空中于1/299792458秒内行进的距离”。[2]

历史[编辑]

提出及命名[编辑]

1688年,英国哲学家和教士约翰·威尔金斯英语John Wilkins在一篇文章中提到,需要一个十进制的标准的长度单位系统[3]。1675年,意大利科学家提托·李維歐·布拉提尼英语Tito Livio Burattini在他的著作Misura Universale使用了 metro cattolico这个词 (意思是 "天主的 [比如说通用] 米"),这个词是从希腊语 μέτρον καθολικόνmétron katholikón)衍生而来的,意思是"一种通用测量单位"。[4]1789年法国大革命胜利后,国民公会命令法国科学院组织一个委员会来标准的度量衡制度。委员会提议了一套新的十进制的度量衡制度,并建议以通过巴黎子午线上从地球赤道北极点的距离的千万分之一作为标准单位[5]。他们将这个单位称之为mètre,意即“测量”[6][7][8]。法国国民公会在1793年采纳了这套系统。mètre出现在英语裡可以追溯到1797年[9]

法国敦刻尔克钟楼,为米标准所测子午线弧的北端
巴塞罗那蒙特惠奇堡,为米标准所测子午线弧的南端

子午线的定义[编辑]

在1688年,威尔金斯建议用钟摆的方法来确定标准长度[3]。另外一种方法建议使用子午线上从地球赤道北极点的距离的千万分之一来作为标准长度。最后法国科学院在1791年选定了子午线的定义。该院认为要确保基本单位恒定不变,应以自然的物理量为基础。而地球表面的各处的重力轻微的不同,会影响钟摆的测量。 法国科学院指派了让·巴蒂斯特·约瑟夫·德朗布尔英语Jean Baptiste Joseph Delambre皮埃尔·梅尚领导了一只勘测队,测定了从敦刻尔克钟楼到巴塞罗那蒙特惠奇堡的距离,以确定这段子午线的弧长。这段弧长是巴黎子午线的一部分。这次勘测从1792年持续到1799年。

尽管地球不规则的表面并不是完美的球形,但法国还是在1793年采纳了这次测量的结果来确定标准米的长度。日后人们发现,由于误算了地球的扁率而错算了弧长,第一个存档米原器的长度比子午线定义的米少1/5毫米。但这个长度还是被当作了标准。也因此,最后地球通过极点的周长要比4千万米多一点(4000,7863m)。[10]

米原器[编辑]

1874年制作米原器。
1889年國際度量衡局改良第一代米原器的設計,所製作了的X形合金棒,在1889年-1960年间都是米的标准。

当子午线的测量还在进行时,委员会就根据临时结果定制了一系列的金棒。当最后结果出来后,委员会选取了最接近测量计算结果的铂金棒作为米原器(Mètre des Archives),并于1799年6月22日存放在国家档案馆内。[11]

19世纪80年代,处于对精确度的要求,召开了一系列的国际大会来设计新的米标准。1875年的米制公约(“Convention du Mètre”)要求在法国塞夫尔建立一个永久的國際度量衡局(BIPM: Bureau International des Poids et Mesures)。这个新组织将保存新的米原器和国际千克原器,并向各国分发米原器复制品,以及管理米制单位和非米制单位间的转换。该组织在1889年在首届國際度量衡大會(CGPM: Conférence Générale des Poids et Mesures)召开时用合金(90%的鉑和10%的銥)制造了一个新的米原器,并规定在冰的熔点温度时所测量到的国际米原器上两道刻度之间的距离为1米。[12]

科學定義的演变[编辑]

1960年國際度量衡大會改用86Kr)原子的2p10与5d5能级跃迁辐射在真空中的波长的165,0763.73倍定為標準公尺[13]

最新的米的定義於1983年國際度量衡大會重新制定。因为86Kr)不易取得,所以此次定義时使用了自然中随处可见的,并且在70年代光速的测定已非常精确,所以最终定义为“真空中行進1/299,792,458秒的距離”為一標準米[2]。故此,一旦光速得到更精準的量度,改變的數值會是米而非光速。

米的各级单位[编辑]

米(m)的SI倍数
分数 倍数
符号 名稱 符号 名稱
10−1 m dm 分米 101 m dam 十米
10−2 m cm 厘米 102 m hm 百米
10−3 m mm 毫米 103 m km 千米
10−6 m µm 微米 106 m Mm 兆米
10−9 m nm 纳米 109 m Gm 吉米
10−12 m pm 皮米 1012 m Tm 太米
10−15 m fm 飛米 1015 m Pm 拍米
10−18 m am 阿米 1018 m Em 艾米
10−21 m zm 仄米 1021 m Zm 泽米
10−24 m ym 幺米 1024 m Ym 尧米
常用單位以粗體標示

和其他单位的转换[编辑]

米单位
(= 非SI单位
SI单位
(= 米单位)
1 米 1.0936 1 0.9144
1 米 39.370 英寸 1 英寸 0.0254
1 厘米 0.39370 英寸 1 英寸 2.54 厘米
1 毫米 0.039370 英寸 1 英寸 25.4 毫米
1 米 1×1010 1 埃 1×10−10
1 纳米 10 1 埃 100 皮米

参考资料[编辑]

  1. ^ Base unit definitions: Meter. National Institute of Standards and Technology. [2010-09-28]. 
  2. ^ 2.0 2.1 17th General Conference on Weights and Measures (1983), Resolution 1.. [2012-09-19]. 
  3. ^ 3.0 3.1 Wilkins c. 2007
  4. ^ George Sarton. The First Explanation of Decimal Fractions and Measures (1585). Together with a History of the Decimal Idea and a Facsimile (No. XVII) of Stevin's Disme. Isis. 1935, 23 (1): 153–244. 
  5. ^ ('decimalization is not of the essence of the metric system; the real significance of this is that it was the first great attempt to define terrestrial units of measure in terms of an unvarying astronomical or geodetic constant.) The metre was in fact defined as one ten millionth of one quarter of the earth's circumference at sea-level.' Joseph Needham, Science and Civilisation in China, Cambridge University Press, 1962 vol.4, pt.1, p.42.
  6. ^ Paolo Agnoli,Il senso della misura: la codifica della realtà tra filosofia, scienza ed esistenza umana, Armando Editore, 2004 pp.93-94,101.
  7. ^ Rapport sur le choix d'une unité de mesure, lu à l'Académie des sciences, le 19 mars 1791
  8. ^ Paolo Agnoli and Giulio D’Agostini,'Why does the meter beat the second?,' December, 2004 pp.1-29.
  9. ^ Oxford English Dictionary, Clarendon Press 2nd ed.1989, vol.IX p.697 col.3.
  10. ^ Humerfelt 2010
  11. ^ "Métrique", Grand dictionnaire universel du XIXe siècle, 11, Paris: Pierre Larousse, 1874, pp. 163–64.
  12. ^ National Institute of Standards and Technology 2003; Historical context of the SI: Unit of length (meter)
  13. ^ Marion, Jerry B. Physics For Science and Engineering. CBS College Publishing. 1982: 3. ISBN 4-8337-0098-0. 

参考书目[编辑]


參看[编辑]