Meter – osnovna enota mednarodnega sistema merskih enot SI za dolžino
30. 05. 2025
Danes je meter [m] definiran kot razdalja, ki jo svetloba v vakuumu prepotuje v določenem delcu. S tem je vezan neposredno na eno najbolj temeljnih in nespremenljivih konstant v naravi – hitrost svetlobe.
Od Pariza do svetlobnih valov ter hitrosti svetlobe: zgodovina metra
Prvotno je bil meter definiran v času Francoske revolucije (1791) kot ena desetmilijoninka dolžine poldnevnika (meridiana) od severnega pola do ekvatorja, merjeno skozi Pariz. Leta 1799 je nastal prvi etalon v obliki palice iz platine. Na podlagi podpisane Metrske konvencije (1875), so leta 1889 izdelali nov mednarodni etalon metra, narejen iz 90% platine in 10% iridija, ki je imel med oznakama dolžino točno 1 meter pri 0 °C. Prvotni etaloni so bili torej palice. Včasih so praetalon imenovali kar H palica. Oblika preseka v obliki črke H je bila izbrana zaradi mehanske stabilnosti in majhne občutljivosti na deformacijo. Materialni etalon so nato najprej zamenjali leta 1960, ko so meter definirali na osnovi valovne dolžine sevanja kriptona 86KR, od leta 1983 naprej pa kot pot, ki jo prepotuje svetloba v vakuumu v določenem delcu sekunde.
Zanimivost:
Da so v osnovi določili meter, so za projekt zadolžili Delambreja in Méchaina, ki sta več let izvajala trigonometrične geodetske meritve med Dunkerkom in Barcelono. Kasneje se je izkazalo, da je prvotni etalon iz leta 1799 prekratek za približno 0,2 mm, kot posledica omejene tehnologije, napake v triangulaciji, nepopolnosti zemljine površine ter tudi napak pri merjenju. Te napake, kot se je izkazalo kasneje, je Méchain poznal že od samega začetka, a jih je moral zaradi političnih pritiskov zamolčati. Napake kljub vsemu niso nikoli popravili, saj je bila nova enota meter že razširjena in bi nastala samo zmeda. Pri tem je prevladovala praktičnost in stabilnost sistema.
Zakaj definicija na hitrosti svetlobe?
Ker je hitrost svetlobe ena najbolj stabilnih naravnih pojavov, je idealna osnova za definicijo enote za dolžino. Trenutno je tako meter definiran kot razdalja, ki jo svetloba v vakuumu prepotuje v 1/299.792.458 sekunde – neverjetno majhen časovni interval, ki zagotavlja neverjetno točnost enote za dolžino. S prehodom iz materialne referenčne palice dolžine 1 meter, v univerzalno, ponovljivo in naravno definicijo, je merjenje dolžine postalo točnejše, neodvisno in dostopno po celem svetu. Ta naravni pojav uporabljamo v veliko naprednih meritvah, kot so laserska interferometrija in atomska ura.
Zanimivost:
Svetloba prepotuje skoraj 300 milijonov metrov v eni sekundi. Če bi raztegnili 299.792.458 metrov dolg kabel, bi svetlobni signal po njem potoval točno 1 sekundo.
Kdo skrbi za meter v Sloveniji?
Laboratorij za tehnološke meritve Fakultete za strojništvo Univerze v Mariboru, hrani in vzdržuje nacionalni etalon za dolžino (meter) ter zagotavlja sledljivost meritev dolžine za uporabnike v Sloveniji.
Laboratorij za dolžino LOTRIČ Meroslovje
V našem Laboratoriju za dolžino izvajamo kalibracije vseh vrst kladic, kalibrov, ročnih in tračnih meril, strojev za merjenje dolžine – od opredmetenih mer v obliki vzporednih mejnih meril (kladic), kjer meritve izvajamo z resolucijo 5 nm (nanometrov), vse do običajnih tračnih metrov, ki imajo običajno 1 mm razdelbo.
Vse naše meritve na področju dolžine temeljijo na vrhunsko klimatiziranih laboratorijih, v katerih stalno vzdržujemo temperaturo 20 °C, z nihanjem v območju ± 0,5 °C. Temperatura močno vpliva na točnost in merilno negotovost postopkov merjenja dolžine – saj se vsi materiali raztezajo in krčijo, četudi gre za majhne temperaturne spremembe.
Zagotavljamo popolno sledljivost vseh delov meritev, pri čemer je uporabljena referenčna oprema (etaloni) meroslovno sledljiva vse do definicije osnovne enota meter. Redno sodelujemo v medlaboratorijskih primerjavah, s čimer potrjujemo točnosti in s tem visoko raven kakovosti svojih meritev.
Pogosto se meritve v naših laboratorijih izvajajo z namenom potrjevanja skladnosti, ko se proizvajalec in kupec ne strinjata glede vsak svojih meritev, ali ko se na trgu pojavi vprašljiv izdelek in potrebuje inšpekcija zanesljive meritve, ali ko raziskovalna inštitucija potrebuje meritve z najvišjo točnostjo, ali ko je v razvojni fazi potrebno izmeriti nekaj, kar na prvi pogled ni možno, ali ko je potrebno ovrednotiti rezultate primerjav drugih laboratorijev.
Laboratorij za dolžino ima svoje prostore tudi v Velenju, kjer opravljamo manjši obseg kalibracij ter prevzem meril. Vzpostavitev dodatnih enot v tujini je namenjena predvsem približevanju našim kupcem, tako da imamo laboratorije tudi na Hrvaškem, V Bosni in Hercegovini, Srbiji in v Severni Makedoniji.
Vsak mikrometer šteje
Človek si težko predstavlja majhne razdalje. 1 mikrometer [μm] (0,000001 m) je razdalja, ki je nekaj običajnega v mnogih industrijah in se redno uporablja v proizvodnji raznoraznih delov. Mikrometra ne vidimo s prostim očesom, to je velikost delcev ali bakterij. Debelina človeškega lasu, je nekaj desetkrat večja. Za ponazoritev razdalje enega mikrometra, se tako pogosto uporablja prispodoba s pomarančo. Predstavljajte si, da v roki držimo pomarančo, in si hkrati predstavljamo planet Zemljo (ki je ogromna). Razmerje velikosti med pomarančo in Zemljo je podobno kot razmerje med 1 mikrometrom in 1 metrom.