Ewolucja miernika

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 09:39

Zanim omówimy licznik, ważne jest, aby zrozumieć, co było pierwsze. Przed miernikiem standardową jednostką miary w Europie były jardy i centymetry. Chociaż dzisiaj istnieje uzgodniona dokładna długość jednego cala, cofnij się o kilkaset lat, a definicja była nieco bardziej luźna.

Na przykład przez setki lat oficjalna definicja cala była następująca.

"Trzy ziarna jęczmienia, suche i okrągłe, umieszczone od końca do końca, wzdłuż"

Dla tych z was, którzy nie interesują się jęczmieniem, w niektórych miejscach cal był równy łącznej długości 12 maków zamiast. Jak omówiono w tej książce, Przewodnik po liczbach i pomiarze Britannicapowyższa definicja została wprowadzona podczas panowania króla Edwarda II w XIV wieku. Wiadomo jednak, że barleororny były standardową jednostką miary przez setki lat przed datowaniem się aż do anglosaskich.

Ponadto, wcześniej niż w 1150 r., Król Dawid ze Szkocji określił "szerokość męskiego kciuka" jako standardową jednostkę miary, która podobnie jak wiele innych pomiarów, choć pod wieloma względami praktyczna, jest głupia, jeśli zależy ci na grzywnie. -punktowa dokładność. Jednak w całej Anglii to właśnie barleurorn przywiązywał najwyższą wagę, praktycznie niezakwestionowaną od setek lat.

O dziwo, powszechnie przyjęta wartość dla calu nie została wprowadzona w życie na całym świecie do 1 lipca 1959 roku, po tym, jak wiele krajów wspólnie podpisało Międzynarodowa umowa w sprawie stoczni i funta wcześniej tego roku w lutym. Kraje, w tym Stany Zjednoczone, Kanada, Wielka Brytania, Republika Południowej Afryki, Nowa Zelandia i Australia doszły do wniosku, że centymetr miał zostać oficjalnie i powszechnie uznany za 25,4 milimetra.

Co sprawiło, że te fantazyjne jednostki metryczne były tak dokładne, że uznano je za lepsze do pomiaru długości cala niż barleycorny? Cóż, to dlatego, że miernik został wyprowadzony z czegoś, co wszyscy na Ziemi mogliby wykorzystać do odniesienia, do samej Ziemi.

Pomysł na miernik jako jednostkę miary został po raz pierwszy zaproponowany podczas rewolucji francuskiej. Jako przykład, jak potrzebna jest powszechnie akceptowana jednostka miary, według Kena Adlera, autora, Miara wszystkiego: siedmioletnia Odyseja, która przemieniła świat, w tym czasie we Francji było około 250 000 różnych jednostek miar i wag.

Teraz pierwotnie istniały dwie proponowane metody odkrywania standardowej jednostki miary; pierwszy dotyczył wahadła o półokresie jednej sekundy. Alternatywną propozycją było znalezienie długości jednego kwadrantu południka Ziemi i podzielenie go przez 10 milionów.

Francuska Akademia Nauk wybrała tę ostatnią ze względu na to, że grawitacja może różnić się nieco w zależności od tego, gdzie jesteś na Ziemi, co wpłynęłoby na wahania wahadła i uniemożliwiłoby dokonanie standardowego, ogólnoświatowego pomiaru..

Jednakże, mimo że metoda wyprowadzenia jednostki została uzgodniona w 1791 roku, dokładna odległość jednego kwadrantu południka Ziemi nie była znana w tym czasie. Aby go odkryć, dwóch wybitnych francuskich astronomów epoki, Pierre Méchain i Jean-Baptiste Delambre, zostało wysłanych w przeciwnych kierunkach z Paryża, by wypracować długość południka Ziemi pomiędzy Dunkierką i Barceloną.

To, co powinno zabrać dwóm mężczyznom nieco ponad rok, w rzeczywistości skończyło się 7 lat, stąd wziął się tytuł wspomnianej książki Ken Adler. Dlaczego to trwało tak długo? Mnóstwo powodów, z których niejeden często był aresztowany podczas ich podróży - wędrówki po badaniach rzeczy podejrzanych wydawały się podejrzanym władzom podczas Rewolucji Francuskiej.

W końcu dostali potrzebne pomiary, ale pojawił się problem - Méchain dokonał małego, ale jednak istotnego błędu bardzo wcześnie w procesie mapowania południka, który nie został odkryty dopiero później. Nie wziął pod uwagę, że obrót Ziemi powstał dla niejednolitego kształtu. W rezultacie nieumyślnie odrzucił cały wynik o bardzo mały margines. Ten błąd prześladuje Méchaina do końca życia, co nie trwa długo. W trakcie podróży i próbując naprawić błąd kilka lat później, nabawił się żółtej gorączki i zmarł.

Ostatecznie błąd spowodował, że pierwszy metr został wyłączony o około 1/5 milimetra w stosunku do podanej definicji.

Podczas gdy para była poza Europą w Europie, Francuzi nadal potrzebowali czegoś, co mogliby nazwać metrem, więc mieli kilka platynowych taktów rzucanych na podstawie wcześniejszych, mniej dokładnych obliczeń.Kiedy para wróciła i obliczono dokładną wartość licznika, słupek znajdujący się najbliżej tego wyniku został umieszczony w skarbcu i stał się oficjalnym standardem pomiaru mierników w 1799 roku. Później w tym roku tak nazwany Metric System został wdrożone we Francji.

Ten platynowy pasek, znany jako mètre des Archives był faktycznie używany jako literalny przyrząd pomiarowy, do którego mierzono wszystkie inne mierniki przez kilka lat. Jednak presja szybko narzuciła się społeczności naukowej, aby znaleźć skuteczniejszą, łatwiejszą do odtworzenia metodę określania długości metra, ponieważ coraz więcej krajów zaczęło wdrażać system metryczny.

W końcu rzuty na metry odlane z platynowego oryginału były podatne zarówno na uszkodzenia, jak i ogólne zużycie, przez co nikt nie był całkowicie pewien, że używają dokładnie tej samej definicji co drugi facet, co jest złym Próbuje robić naukę wymagającą dokładnych pomiarów.

Aby zwalczyć to zamieszanie i umożliwić uzgodnienie uniwersalnie uzgodnionego standardu licznika, zaproszono przedstawicieli z ponad dwudziestu krajów do udziału Międzynarodowa Komisja Metr w Paryżu. Przedstawiciel ten spotkał się kilka razy w latach 1870-1872 i zdecydował się na odlewanie kilku nowych "metrycznych prototypów" wykonanych w 90% z platyny i 10% irydu, które stałyby się nowym standardem, od którego wszyscy byli odmierzani.

W miarę upływu czasu coraz bardziej wymagaliśmy procesu pomiaru miernika. Począwszy od 1960 r. Oficjalna definicja została zmieniona na:

… długość równa 1.650.763,73 długości fali w próżni promieniowania odpowiadająca przejściu między poziomami 2p₁₀ i 5d₅ atomu kryptonu 86.

Trwało to tylko do 1983 r., Kiedy definicja miernika ponownie zmieniła się, gdy technologia pomiaru nadal się poprawiała.

Dzisiaj pomiar licznika zatoczył pełne koło, przywracając nas do pierwotnej odrzuconej sugestii wykorzystania czasu, choć uzyskaliśmy nieco bardziej zaawansowany niż wahadełka. W szczególności licznik jest zdefiniowany jako dokładnie:

Długość ścieżki przebytej przez światło w próżni w przedziale czasowym 1 / 299,792,458 sekundy.

Jest to liczba, która została uzgodniona po tym, jak naukowcy zmierzyli ją, używając czegoś, co wszystkie dobre nauki powinny próbować włączyć do maksymalnych laserów.

Jak wygląda nowoczesna wersja w porównaniu z oryginalnymi pomiarami Méchaina i Delambre'a? Okazuje się, że ich licznik był wyłączony z nowoczesnej definicji o pół milimetra. Niezbyt brudny.