Додому Technologie a věda Technika a inženýrství Jak je měřidlo určeno pomocí rychlosti světla

Jak je měřidlo určeno pomocí rychlosti světla

Metr je základní jednotkou délky v metrickém systému a Mezinárodní soustavě jednotek (SI). Pravděpodobně to používáte každý den, aniž byste si to uvědomovali. Pro ty, kteří jsou zvyklí na stopy a palce, je jeden metr přibližně 39,37 palce. Samotná definice metru však během posledních dvou století prošla dramatickými změnami. Bylo svázáno s fyzickou formou Země, poté svázáno s fyzickým kovovým vzorem a nakonec se stalo konstantním množstvím přírody, které se nikdy nemění.

V roce 1791 Francouzská akademie věd navrhla odvážný nápad. Chtěli univerzální měrnou jednotku, neomezenou královskými nohami nebo místními zvyky. Definovali 1 metr jako 1/10 miliontinu vzdálenosti od severního pólu k rovníku, měřeno podél poledníku procházejícího Paříží. Jednalo se o vědecký projekt založený na měření samotné Země.

Toto určení trvalo dlouho, ale měření Země bylo obtížné. Byly zavedeny chyby. Proto se v roce 1889 Úřad pro váhy a míry (BIPM) rozhodl opustit teoretické definice ve prospěch fyzických objektů. Vytvořili mezinárodní standardní měřič. Byla to tyč vyrobená z 90 procent platiny a 10 procent iridia. Jednotka délky byla definována jako vzdálenost mezi dvěma speciálními čarami vyznačenými na této tyči. Byl stabilní. Dalo by se to reprodukovat. Ta se však nakonec ukázala jako nedokonalá. Hůl může být poškozena. Dá se to ztratit. Je uložen v trezoru ve Francii a zbytek světa musí důvěřovat jeho měřením založeným na tomto jediném předmětu.

S pokrokem technologie roste potřeba přesnosti. V roce 1960 se vědci naučili měřit světelné vlny s neuvěřitelnou přesností. Uvědomili si, že kovové tyče vůbec nepotřebují. Měřič byl předefinován na základě atomu. Přesněji řečeno, odpovídá vlnové délce 1 650 763,73 oranžovo-červeného světla emitovaného atomy kryptonu-86 ve vakuu. To byl velký krok vpřed. Díky tomu byl standard nezávislý na fyzickém artefaktu. Zařízení lze nyní reprodukovat v jakékoli laboratoři, která má odpovídající vybavení.

Tím ale vědci neskončili. Laserová technologie, představená v 80. letech 20. století, umožňuje měřit rychlost světla ve vakuu s nebývalou přesností. Údaje byly neustále přesnější a přesnější. Ukázalo se, že rychlost světla je konstantní a nemění se v závislosti na místě nebo materiálu, což je základní pravda vesmíru.

V roce 1983 tak Generální konference pro váhy a míry učinila rozhodující krok. Zjistili, že rychlost světla je přesně 299 792 458 metrů za sekundu. Zároveň předefinovali měřidlo.

Jeden metr je v současnosti definován jako vzdálenost, kterou světlo urazí ve vakuu za 1/299 792 458 sekundy.

Měřič již není kovová tyč v trezoru. Toto je čas vynásobený zlomkem rychlosti světla.

Může to znít jako abstraktní fyzika, ale je to důležité. Tato definice umožňuje přesná měření až na zlomky nanometru. GPS systémy pro automobily, kabely z optických vláken pro internetový přenos dat;

Exit mobile version