米(长度单位)

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“米”(meter),国际单位制基本长度单位,符号为m。[1-2]  可用来衡量长宽高。
“米”的定义起源于法国。1米的长度最初定义为通过巴黎的子午线上从地球赤道北极点的距离的千万分之一,并与随后确定了国际米原器。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。
1983年起,米的长度被定义为“真空中于1/299 792 458内行进的距离”。[3] 
中文名
外文名
meter
别    称
米突
类    别
长度单位
单位符号
m
应用学科
数学、物理学
单位制
国际单位制基本单位
拼    音
Mi

定义

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1米为真空中于1/299 792 458内行进的距离。[3] 

发展历程

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提出

1688年,英国哲学家和教士约翰·威尔金斯(John Wilkins)提出需要一个十进制的标准的长度单位系统。
1675年,意大利科学家提托·李维欧·布拉提尼(Tito Livio Burattini)首次在论文中使用了metro cattolico这个词,该词是由希腊语μέτρον καθολικόνmétron katholikón)衍生而来的,意为"一种通用测量单位"。
1789年法国大革命胜利后,国民公会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,并建议以通过巴黎的子午线上从地球赤道北极点的距离的一千万分之一(即地球子午线的四千万分之一)作为标准单位。他们将这个单位称之为mètre,后来演变为meter,中文译成“米突”或“米”。1791年,该方案获法国国会批准。[4-7] 

子午线定义

19世纪,人们又作了测量,发现米原器并不正好等于地球子午线的四千万分之一,而是大了0.2毫米。人们认为,以后测量技术还会不断进步,势必会再发现偏差,与其修改米原器的长度,不如就以这根铂质米原器为基准,从而统一所有的长度计量。
1875年5月20日由法国政府出面,召开了20个国家政府代表会议,正式签置了米制公约,公认米制为国际通用的计量单位。同时决定成立国际计量委员会和国际计量局。到1985年10月止,米制公约成员国已有47个。中国于1977年参加。[6] 

米原器

1889年的国际米原器 1889年的国际米原器
1792-1799年,在法国天文学家捷梁布尔和密伸的领导下,对法国敦克尔克至西班牙的巴塞罗那进行了测量。1799年根据测量结果制成一根3.5毫米×25毫米短形截面的铂质原器——铂杆,以此杆两端之间的距离定为1米,并交法国档案局保管,所以也称为“档案米”。这就是最早的米定义,而这支米原器一直保存在巴黎档案局里。
1889年,在第一次国际计量大会(CGPM)上,把经国际计量局鉴定的第6号米原器(31只临时制造的铂铱合金(90%的和10%的)米原器中在0℃时最接近档案米的长度的一只)选作国际米原器,并作为世界上最有权威的长度基准器,保存在巴黎国际计量局的地下室中,其余的原器作为副尺分发给与会各国,成为各国的国家基准。规定在周围空气温度为0℃时,米原器两端中间刻线之间的距离为1米。1927年第七届国际计量大会又对米定义作了严格的规定,除温度要求外,还提出了米原器须保存在1标准大气压下,并对其放置方法作出了具体规定。[8] 
然而实际上米原器给出的长度并不一定正好是1米,由于刻线工艺、材料变形和测量方法等方面的原因,在复现量值时总有一定误差,约为0.1微米(0.1μm)。此外,万一米原器损坏,复制将无所依据,特别是复制品很难保证与原器完全一致,给各国使用带来了困难。[6] 

光谱定义

19世纪末,科学家在实验中找到了自然(Cd)的红色谱线,具有非常好的清晰度和复现性,在15摄氏度的干燥空气中,其波长等于y=6438.4696×10-10米。1927年国际协议,决定用这条谱线作为光谱学的长度标准,并确定1米=1553164.13y Cd,人们第一次找到了可用来定义米的非实物标准。
科学家继续研究,后来又发现86Kr)的橙色谱线比镉红线还要优越。1960年,在第十一届国际计量大会(CGPM)上,决定用氪(86Kr)橙线代替镉红线,并决定把米的定义改为:“米的长度等于氪-86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍”。这一自然基准,性能稳定,没有变形问题,容易复现,而且具有很高的复现精度,相对误差不超过4×10-9,相当于在1千米长度测量中不差4微米。[7] 
20世纪60年代以后,由于激光的出现,人们又找到了一种更为优越的光源,用激光代替氪谱线,可以使长度测量得更为准确。只要确定某一时间间隔,就可从光速与这一时间间隔的乘积定义长度的单位。[6] 

最终定义

20世纪70年代,光速的测定已非常精确。1983年国际度量衡大会(CGPM)重新制定米的定义,“光在真空中行进1/299 792 458秒的距离”为一标准米。[6-7] 

单位换算

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米的各级单位

米的各级单位
  
单位名称
  
符号数值
  

  
单位名称符号数值
  
分米dm10-1m
  
十米dam101m
厘米cm10-2m
  
百米hm102m
毫米mm10-3m
  
千米km103m
微米μm10-6m
  
兆米Mm106m
纳米nm10-9m
  
吉米Gm109m
皮米pm
  
10-12m
  
太米Tm1012m
飞米fm10-15m
  
拍米Pm1015m
注:米又称“公尺”,千米又称“公里”,分米又称“公寸”,厘米又称“公分”,毫米又称“公厘”,飞米又称“费密(fermi)”。
换算关系参考:《现代汉语词典(第五版)》。[11] 

非法定计量单位

米与非法定计量单位间的换算
  
单位名称符号1非法定计量单位与米换算1米与非法定计量单位换算
市里-500
  
2×10-3
市引-33.333 330.03
市丈-3.333 330.3
市尺-0.333 333
市寸-0.033 33
  
30
市分-0.003 33300
市厘-0.000 333000
英里mi1 609.344
  
0.621 4×10-3
yd0.914 4
  
1.093 61
英尺ft0.304 83.280 84
英寸in0.025 439.370 08
Å10-101010
天文单位
  
AU149 597 870 700-
  
光年l.y.9 460 730 472 580 800-
换算关系参考:《现代汉语词典(第五版)》、国际天文学联合会公报。[11]  [12] 
参考资料