Метр

Метр (франц. metre, от греч. metron - мера), мера длины, воспроизводящая единицу длины - Метр.

Согласно первому определению, принятому во Франции в 1791 году, Метр был равен 1-10^-7 части четверти длины парижского меридиана (см. Метрическая система мер). Размер Метр был определен на основе геодезических и астрономических измерений Ж. Деламбра и П. Мешена. Первый эталон Метра был изготовлен французским мастером Ленуаром под руководством Ж. Борда (1799) в виде концевой меры длины - платиновой линейки шириной около 25 мм, толщиной около 4 мм, с расстоянием между концами, равным принятой единице длины. Он получил наименование "метр архива" или "архивный метр" (по месту хранения). Однако, как оказалось, определенный таким образом Метр не мог быть вновь точно воспроизведен из-за отсутствия точных данных о фигуре Земли и значительных погрешностей геодезических измерений.

В 1872 году Международная метрическая комиссия приняла решение об отказе от "естественных" эталонов длины и о принятии .архивного Метра в качестве исходной меры длины. По нему был изготовлен 31 эталон в виде штриховой меры длины - бруса из сплава Pt (90% ) - Ir (10% ). Поперечное сечение эталона имеет форму X, придающую ему необходимую прочность на изгиб. Вблизи концов нейтральной плоскости эталона нанесено по 3 штриха. Расстояние между осями средних штрихов определяет при 0 °С длину Метра. Эталон № 6 оказался в пределах погрешности измерений равным архивному Метру. Постановлением 1-й Генеральной конференции по мерам и весам этот эталон, получивший обозначение "М", был принят в качестве международного прототипа Метра.

Прототип Метра и две его контрольные копии хранятся в Севре (Франция) в Международном бюро мер и весов. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте им. Д.И. Менделеева (ВНИИМ) в Ленинграде хранятся две копии (№ 11 и 28) Международного прототипа Метра. При введении метрической системы мер в СССР (1918) государственным эталоном Метра была признана копия № 28. Международный прототип Метра, погрешность которого 1 • 10^-7, и национальные прототипы обеспечивали поддержание единства и точности измерений на необходимом для науки и техники уровне в течение десятков лет.

Однако рост требований к точности линейных измерений и необходимость создания воспроизводимого эталона Метр стимулировали исследования по определению Метра через длину световой волны. 11-я Генеральная конференция по мерам и весам (1960) приняла новое определение Метра, положенное в основу Международной системы единиц (СИ): "Метр - длина, равная 1650763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2р¹⁰ и 5d⁹ атома криптона 86". Для обеспечения высокой точности воспроизведения Метра в международной спецификации строго оговорены условия воспроизведения первичного эталонного излучения. Монохроматическое излучение, соответствующее оранжевой линии криптона, создается специальной лампой, заполненной газообразным ⁸⁶Кг. Свечение газа возбуждается генератором высокой частоты 100-200 Мгц, во время работы лампу охлаждают до температуры тройной точки азота (63К). В этих условиях ширина оранжевой линии ⁸⁶ Кг не превышает 0,013-0,016 см^-1 (в волновых числах). Лампа устанавливается перед интерферометром, на котором измеряют концевые или штриховые меры в длинах световых волн. Во ВНИИМе создан эталонный интерферометр, позволяющий измерять меры длины до 1000 мм со средним квадратическим отклонением 3 10^-8. Измерение длины прототипа № 28 на эталонном интерферометре показало, что он больше Метра (по определению 1960) на 0,22 мкм.