Metr

Metr je základní jednotka délky, jeho standardní značka je m. Byl zaveden na konci 18. století ve Francii a jeho délka je původně odvozena od jedné desetimilióntiny délky zemského kvadrantu (polovina délky poledníku). Na metru byla současně založena metrická soustava fyzikálních veličin. Nejčastěji používané odvozené jednotky jsou kilometr (km, 1000 m), centimetr (cm, setina metru), milimetr (mm, tisícina metru), mikrometr (milontina metru – strojírenství, elektrotechnika), nanometr (miliardtina metru – vlnové délky, optika).

Platino-iridiová tyč – etalon metru

Původní definice přestala vyhovovat, definice metru podle soustavy SI je: Metr je délka, kterou urazí světlo ve vakuu za 1/299792458 s.[1]

Násobky a díly

Z násobků a dílů metru se častěji používají následující (podle velikosti od nejmenších):

Díly metru
Yoktometr
Yoktometr (značka ym) 10−24 neboli jedna kvadriliontina metru.
Zeptometr
Zeptometr (značka zm) 10−21 neboli jedna triliardtina metru.
Attometr
Attometr (značka am) 10−18 neboli jedna triliontina metru, řádem odpovídá velikosti kvarku.
Femtometr
Femtometr (značka fm), 10−15 metru neboli 1 biliardtina metru je délková jednotka používaná především v jaderné fyzice, neboť řádem odpovídá rozměrům atomového jádra. Jaderní fyzici ji na počest Enrica Fermiho neoficiálně nazývají fermi (aniž by museli zavádět novou značku jednotky, protože „fm“ odpovídá oběma názvům).
Pikometr
Pikometr (značka pm) je délková jednotka, 10−12 neboli biliontina metru.
Například poloměr atomu hélia je 31 pm.
Nanometr
Nanometr (značka nm) je délková jednotka, 10−9 neboli 1 miliardtina metru.
Například vzdálenosti atomů v pevných látkách jsou řádově zlomky (typicky čtvrtina až pětina) nanometru.
Mikrometr
Mikrometr (značka µm), také mikron, je délková jednotka, 10−6 neboli 1 milióntina metru. Užívá se v přesném strojírenství, optoelektronice, v klasické mikroskopii apod. Například kapka mlhy má cca 10 µm, nebo průměr jádra jednovidového optického vlákna má 9 µm.
Milimetr
Milimetr (značka mm) je délková jednotka, 10−3 neboli 1 tisícina metru.
Milimetr je nejmenší obecně použitelná délková jednotka. Udávání rozměrů v milimetrech je běžné ve strojnictví, stavebnictví a téměř všech výrobních oborech. V milimetrech se vyjadřuje šířka filmového pásu (16 mm, 35 mm atd.).
V milimetrech za určitou dobu se také udává množství srážek v meteorologii; jeden milimetr srážek znamená, že na každý metr čtvereční napršel jeden litr srážek (neboť 1 mm × 1 m² = 1 dm³ = 1 l).
Centimetr
Centimetr (značka cm) je délková jednotka, 10−2 neboli 1 setina metru. Hovorově se mu někdy říká „číslo“.
Jedná se o nejběžněji používanou malou délkovou jednotku. Udávají se v něm např. výšky hladin vodních toků, rozměry člověka, oděvů, nábytku a dalších předmětů denní potřeby. Dříve se užíval i ve stavebnictví, než se během 20. století díky zdokonalení technologie přešlo na přesnější milimetry.
Decimetr
Decimetr (značka dm) je délková jednotka, 10−1 neboli 1 desetina metru. Používá se spíše jen jako pomocná jednotka pro hrubé rozměry mezi 0,1 a 1 m, např. pro přibližné vyjádření hloubky vody. S přesností na decimetry (ovšem v metrech) se často uvádějí výškové kóty na turistických mapách.

Násobky metru
Hektometr
Hektometr (značka hm) je délková jednotka, 102 neboli 100 metrů.
Hektometr se prakticky nepoužívá. Jen na železnici je zaveden jako vzdálenost dvou sousedních hektometrovníků. Hektometrovníky jsou kamenné (betonové) patníky rozmístěné kolem trati a je na nich vyznačena vzdálenost. Sama poloha bodu na trati se ale udává v kilometrech s přesností na tisíciny (fakticky tedy na metry), např. „silniční přejezd km 1,456“, případně „návěstidlo v km 44,500“. Projekční staničení se pak obvykle uvádí s přesností na centimetry (silnice) či milimetry (železnice).
Kilometr
Kilometr (značka km, někdy nesprávně Km) je délková jednotka, 103 neboli 1 tisíc metrů.
Kilometr, je jediný běžně používaný vyšší násobek metru. Používá se pro vyjádření vzdáleností v dopravě a obecně v geografii. Vysoké násobky kilometrů (tisíce, miliony) se používají i v astronomii blízkého vesmíru (vzdálenost Měsíce, Slunce apod.).
Při udávání polohy na silnicích se běžně hovoří o půltých kilometrech, např. „nehoda na 44. a půltém kilometru dálnice D1“, což souvisí s tím, že dálnice a hlavní silnice jsou osazeny kilometrovníky po půl km.
Vyšší násobky
Vyšší násobky vyjádřené předponami, jako megametr, gigametr apod. se nepoužívají, pro takové větší rozměry a vzdálenosti se mluví o násobcích (tisících, milionech apod.) kilometrů, případně se vyjadřují jinými, zejména astronomickými délkovými jednotkami – parsek, světelný rok apod.

Historie

Kyvadlový metr

Roku 1668 anglický klerik a filozof John Wilkins navrhl v eseji desítkovou soustavu měření délek, inspirován Christopherem Wrenem k použití délky kyvadla, jehož půlperioda (kyv, půl kmitu) trvá jednu vteřinu, známého jako sekundové kyvadlo. Christiaan Huygens změřil tuto délku jako 38 královských (nizozemských) palců čili 39,26 anglických palců. Dnes se rovná 997 mm. Oficiálně na to nikdo nereagoval.

V roce 1670 lyonský biskup Gabriel Mouton rovněž navrhl univerzální délkovou jednotku opřenou o desítkovou číselnou soustavu založenou na zemské souřadnicové minutě resp. na délce kyvadla s periodou jedné vteřiny. A roku 1675 italský vědec Tito Livio Burattini ve svém díle Misura Universale (Univerzální míra) použil výraz „metro cattolico“ („obecná míra“), odvozené z řeckého μέτρον καθολικόν (métron katholikón) pro označení normové délky odvozené z kyvadla.

Poledníkový metr

Jako výsledek francouzské revoluce francouzská Akademie věd ustavila komisi pro stanovení prosté stupnice všech měr. 7. října 1790 komise doporučila desítkový číselný systém a 19. března 1791 doporučila přijetí termínu „mètre“ („míra“), základní jednotky délky definovanou jako desetimilióntinu vzdálenosti severního pólu a rovníku po pařížském poledníku. Obvod Země tedy činil přesně 40 000 km. Roku 1793 Národní shromáždění Francouzů přijalo tento návrh. Později metr začaly používat i jiné země, např. Anglie od roku 1797. V této podobě poledníkové definice se metr stal základem metrické soustavy.

Tyčový metr

V sedmdesátých letech 19. století ve světle novodobé přesnosti se zabývala metrickým standardem řada mezinárodních konferencí. Metrická dohoda (Convention du Mètre) z roku 1875 pověřila správou Mezinárodní úřad vah a měr (BIPM: Bureau International des Poids et Mesures) v Sèvres ve Francii. Tato nově ustavená organizace uchovávala prvotní metrovou tyč, poskytovala národní prototypy a udržovala převody s nemetrickými normami. Tato organizace vytvořila tyčový etalon roku 1889 na první Všeobecné konferenci vah a měr (CGPM: Conférence Générale des Poids et Mesures), a tím ustavila mezinárodní prototyp metru jako vzdálenost mezi dvěma ryskami normové tyče ze slitiny 90% platiny a 10% iridia při tavném bodu ledu. Později se zjistilo, že tento první vzor byl o 200 mikrometrů kratší kvůli chybě výpočtu zploštění Země. Nicméně tato délka se stala normou, standardem. Prvotní vzor zůstává v definovaných podmínkách z roku 1889 nadále.

Vlnový metr

Pozdější fyzikální definice odstranily závislost na prototypu tím, že délku metru vyjádřily pomocí fyzikálních konstant. První taková definice byla schválena roku 1960 a zněla:

Metr je délka, rovnající se 1 650 763,73 násobku vlnové délky záření šířícího se ve vakuu, které přísluší přechodu mezi energetickými hladinami 2p10 a 5d5 atomu kryptonu 86.

Nejnovější definice z roku 1983 svázala délku metru přes rychlost světla ve vakuu s velikostí sekundy. Z toho vyplývá, že zpřesňováním měření času se zpřesňuje také velikost metru (praktická realizace měřením je však méně přesná), hodnota rychlosti světla ve vakuu je nadále neměnná konstanta.

Z hlediska teorie relativity je metr definován jako jednotka vlastní délky[2], tak jako je sekunda definována jako jednotka pro vlastní čas.

Vývoj definice v čase

(podrobně též v hesle metrická soustava)

  • 8. května 1790 – francouzské národní shromáždění rozhodlo, že délka nového metru by měla být stejná jako délka kyvadla, jehož doba půlkyvu je rovna jedné sekundě.
  • 30. března 1791 – francouzské národní shromáždění přijalo návrh francouzské akademie věd a to: metr = jedna desetimilióntina vzdálenosti od rovníku k severnímu pólu.
  • 1795 – zhotovena provizorní metrová tyč z mosazi.
  • 10. prosince 1799 – francouzské národní shromáždění určilo, že metrová tyč (etalon), jež byla vyrobena dne 23. června 1799, bude uložena v národním archivu jako finální podoba metru.
  • 28. září 1889 – první jednání o váhách a mírách (CGPM) definovalo délku jednoho metru jako vzdálenost mezi dvěma linkami na standardizované tyči ze slitiny platiny a deseti procent iridia, měřeno při teplotě tání ledu.
  • 6. října 1927 – sedmé CGPM upřesnilo definici metru jako délku měřenou při teplotě 0 °C, mezi osami dvou linek vyznačených na prototypu metru ze slitiny platiny z 90 % a iridia 10 %, za normálního atmosférického tlaku a podepřeném dvěma válci o průměru nejméně jeden centimetr umístěnými symetricky ve stejné výšce a vzdálenosti 571 mm jeden od druhého
  • 20. října 1960 – jedenácté CGPM definovalo metr jako 1 650 763,73 násobku vlnové délky radiace ve vakuu, která odpovídá přechodu mezi 2p10 a 5d5 kvantové úrovně atomu kryptonu-86.
  • 21. října 1983 – sedmnácté CGPM definovalo délku jako vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu během časového intervalu 1/299 792 458 sekundy (tj. světlo urazí ve vakuu za sekundu přesně 299 792 458 metrů).[3] Oficiální francouzské znění je: Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde..[4] [5]

Zkratky

Kromě obvyklé značky m se lze např. v Itálii setkat se značením mt. Rovněž v zemích užívajících míle je pro ni užívána zkratka „m“, a proto užívání zkratky „m“ bývá nahrazováno „mt“.

Nemetrické délkové jednotky

Letectví

V letecké dopravě se celosvětově užívá pro určení výšky jednotka stopa místo metru; obdobně vodorovné vzdálenosti v námořnictvu a letectvu se určují v námořních mílích (její definice, byť byla původně odvozena z úhlového stupně na zemském poledníku, je nyní založena na jednotkách SI, a 1 NM je tedy přesně rovna 1 852 m). Byť ICAO sice hodlá v budoucnu přejít na jednotky SI, nebyl pro tuto změnu stanoven termín. Kvůli zachování bezpečnosti by se totiž jednalo o složitý a krajně nebezpečný proces.[6] Prakticky reálný je tento přechod patrně až po plné automatizaci řízení vzdušného provozu.

Ostatní nemetrické jednotky

Odkazy

Reference
  1. Resolution 1 of the seventeenth CGPM (1983): Definition of the metre [online]. Sèvres (Francie): Bureau Internation des Poids et Mesures [cit. 2007-10-22]. Dostupné online. (anglicky)
  2. http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8.pdf – The International System of Units, SI units in the framework of general relativity
  3. https://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM/CGPM17.pdf#page=97 - 17. CGPM
  4. https://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_fr.pdf Archivováno 10. 10. 2017 na Wayback Machine - Le Système international d’unités
  5. https://www.bipm.org/utils/common/pdf/CC/CCU/CCU19.pdf - 19th meeting of the CCU
  6. ICAO Annex L 5 – Předpis pro používání měřicích jednotek v letovém a pozemním provozu, hlava 4

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.