История возникновения метра кратко
Обновлено: 02.07.2024
При проектировании и строительстве домов до появления метра использовалась сажень. Сооружения получались гармоничными, потому что они были кратны размеру человека. Например, самая простая косая сажень - высота человека с поднятой рукой. Маховая сажень приблизительно равна росту человека – размер вытянутых в разные стороны рук человека.
Международный эталон метра, использовавшийся с 1889 по 1960 годы.
Метр был впервые введён во Франции в XVIII веке и имел первоначально два конкурирующих определения:
• длина маятника с полупериодом качания на широте 45°, равным 1 c (в современных единицах эта длина равна 1 м).
• одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (то есть одна десятимиллионная часть расстояния от северного полюса до экватора по поверхности земного эллипсоида на долготе Парижа).
Первоначально за основу было принято первое определение (8 мая 1790, Французское Национальное собрание). Однако, поскольку ускорение свободного падения зависит от широты и, следовательно, маятниковый эталон недостаточно воспроизводим, Французская Академия наук в 1791 предложила Национальному собранию определить метр через длину меридиана. 30 марта 1791 это предложение было принято. 7 апреля 1795 Национальный Конвент принял закон о введении метрической системы во Франции и поручил комиссарам, в число которых входили Ш. О. Кулон, Ж. Л. Лагранж, П.-С. Лаплас и другие учёные, выполнить работы по экспериментальному определению единиц длины и массы. В 1792—1797 гг. по решению революционного Конвента французские ученые Деламбр (1749—1822 гг.) и Мешен (1744—1804 гг.) за 6 лет измерили дугу парижского меридиана длиной в 9°40') от Дюнкерка до Барселоны, проложив цепь из 115 треугольников через всю Францию и часть Испании. Впоследствии, однако, выяснилось, что из-за неправильного учёта полюсного сжатия Земли эталон оказался короче на 0,2 мм; таким образом, длина меридиана лишь приблизительно равна 40 000 км.
Первый прототип эталона метра был изготовлен из латуни в 1795 году. Следует отметить, что единица массы (килограмм, определение которого было основано на массе 1 дм³ воды), тоже была привязана к определению метра.
В 1799 из сплава 90 % платины и 10 % иридия был изготовлен эталон метра, длина которого соответствовала одной сорокамиллионной части Парижского меридиана.
Во время правления Наполеона метрическая система распространилась по всей Европе. Только в Великобритании, которая не была завоёвана Наполеоном, остались традиционные меры длины: дюйм, фут и ярд.
Метр, сантиметр, миллиметр — мы сегодня так привыкли оперировать данными терминами, что редко задумываемся о том, как они возникли, и кто их изобрёл.
Что такое метр и как он был изобретен
Итак, метром принято считать одну десятимиллионную часть четверти Парижского меридиана, то есть дуги от экватора до полюса.
Эта величина зафиксирована концевым эталоном, так называемым архивным метром, изготовленным в 1799 году из кованой платины. Позднее по образцу архивного метра сделан международный метр — прототип из сплава, содержащего 90 % платины и 10 % иридия.
В приведенном выше определении метра заложен философский смысл, который заключается в том, что впервые в основу линейной меры положена величина, взятая из природы, не зависящая от прихотей и капризов человека. Ее в любой момент можно восстановить, даже в том случае, если все образцы метра будут утрачены. В 1875 году Международная конференция приняла метр в качестве международной единицы длины, которую по сей день использует геометрия, математика, фотограмметрия и другие науки. Из иридиевой платины изготовили 31 стержень-эталон особой формы длиной в метр, один из которых оставлен в Париже и служит прототипом — его длину считают точно равной одному метру. Другие эталоны распределены между различными государствами. Россия в 1889 году получила два эталона метра, один на одну двухтысячную долю миллиметра меньше, а другой на ту же величину больше парижского архивного метра. Один из них хранится в Институте метрологии в Санкт-Петербурге, а другой — в Академии наук в Москве.
Метрическая система в России только была допущена к применению, но не являлась обязательной. В стране по-прежнему в ходу был целый ряд различных мер: сажень, аршин, фут, находящихся в различной зависимости между собой. Только после Октябрьской революции, в 1918 году, был издан декрет Совета народных комиссаров об обязательности применения метрической системы мер и весов. Окончательно на всей территории России метр как государственная мера длины принят лишь 1 октября 1933 года. Введением метра устранялись произвольность и бессистемность, господствующие в измерениях до тех пор.
С января 1983 года по решению XVII Генеральной конференции по мерам и весам было принято такое определение метра: метр — длина пути, проходимого светом в вакууме за 1 /299792458 долю секунды в нулевом магнитном поле.
Это потребовало создания нового единого эталона времени, частоты и длины. Усложнились аппаратура и методика воспроизведения единицы длины, однако на порядок увеличилась точность ее воспроизведения.
Последние публикации
Кажется очевидным, что вода необходима для жизнедеятельности всех живых организмов. Однако некоторым животным вода в капельно-жидкой фазе не нужна — они не пьют совсем.
Среди общей массы материалов керамическая плитка всегда выгодно выделялась как техническими характеристиками, так и вилкой цен. Сама природа дала этому материалу его лучшие качества.
Шиншилла является очень ласковым и милым питомцем, но подлежит особому уходу, к которому следует подготовиться заранее. Лучше всего для зверька подойдет место с температурой не выше двадцати градусов.
К западу от Великих Скалистых гор, на холмистых равнинах Альберты (на западе Северной Америки) удивительно красивые закаты. Белые облака купаются в разноцветных лучах заходящего солнца, окрашиваясь то в алый, то в жёлтый, то в оранжевый цвета, и бросают отблески на бескрайние степи
В самом сердце Лондона, в знаменитой крепости Тауэр, по зелёным лужайкам важно вышагивают иссиня-чёрные вороны. Иногда кто-то из многочисленных туристов протягивает руку, чтобы погладить милую птичку
Хотя вы, вероятно, никогда не задумывались об этом, общепринятая единица измерения, такая как метр, — удивительная вещь. Это позволяет ученым, разделенным по культуре, языку, расе и даже тысячами км географии, работать вместе над уравнениями и проблемами, как если бы они сидели рядом друг с другом.
В 1899 году, в России была разрешена к использованию метрическая система, которую разработали и приняли во Франции на век раньше. Китай признал метрическую систему 90 лет назад, Великобритания официально перешла на нее в 1995 году, а США до сих пор продолжают использовать традиционную английскую систему мер. Так как же появилась эта единица измерения?
ВсеЗнаешь.ру решил вспомнить историю и рассказать, как и чем в разных странах люди измеряли расстояние.
Эволюция в измерении расстояний
Первые единицы измерения
С давних времен людям требовалось измерить расстояние, участок земли, морской путь или длину предмета. Первые путешественники, торговцы, мореплаватели, строители и астрономы нуждались в единицах измерения и приборах и изобретали их в зависимости от фантазии и возможностей. Древние системы мер были очень субъективными и, как правило, привязывались к размерам человеческого тела.
В Древней Греции и Риме были в ходу единицы измерения от пальца и локтя до дня пути. На Олимпийских играх античные спортсмены соревновались в беге на стадию — эта дистанция равнялась расстоянию, которое мог пройти человек спокойным шагом за время от появления первого луча при восходе солнца до момента, когда солнце показывалось на горизонте целиком. Ученые выяснили, что стадия соответствовала длине стадиона в Олимпии и составляла 192,27 м.
В Древнем Китае первые единицы измерения ввел император Хуан-ди — они происходили от длины частей тела. Японская система измерения была исторически аналогична китайской, были похожи даже иероглифы. Например, в практике акупунктуры сун определяется через длину средней фаланги указательного пальца, а сяку равнялся десятку сун или длине от локтя до сустава основной фаланги мизинца.
На Руси также мерилом являлось тело. Человек вытягивал руки в сторону — получалась сажень, делал шпагат пальцами, максимально отодвигая указательный от большого — получалась пядь, мерил локтем или аршином, то есть собственным шагом.
В США до сих пор используется единица измерения миля. Изначально она была введена в Древнем Риме и равнялась тысяче двойных шагов римских солдат в полном облачении на марше. Двойной шаг — это шаг левой ногой и шаг правой. С тех пор понятия о миле сильно разошлось в разных странах. Ее величина колебалась от 0,58 км в Египте до 11,3 км в старинной норвежской системе измерения. К XIII веку в Европе совсем запутались: там существовало 46 единиц измерения, называвшихся милями. Метрическая система была принята в 1875 году в Париже, но в трех странах до сих пор в ходу мили: кроме США древних единиц измерения придерживаются Либерия и Мьянма.
Конечно, до метрической системы встречались и другие способы измерения расстояний. Например, моряк мог измерить путь трубкой — расстоянием, которое пройдет корабль за время, пока он покурит. В Японии извозчик поглядывал на лошадиное копыто и отмечал для себя расстояние, которое проходит конь, пока не износится его соломенная подошва, заменявшая подкову. Многие народы замеряли путь по дальности полета стрелы. А в Сибири в ходу была мера длины бука — это такое расстояние, на котором рога быка сливаются в единое целое. Но все это были ненадежные и неточные способы, и даже древние люди чувствовали, что им нужен измерительный прибор, который послужит эталоном.
Первые измерительные инструменты
Другой древнейший измерительный инструмент можно увидеть на памятниках Египта эпохи фараонов: наместники зачастую изображены с мерным шнуром — средством распределения земельных наделов, которое быстро стало одним из символов их власти.
В Древней Греции и Риме, кроме шнуров и шестов, применялись мерные цепи, линейка, циркуль и некоторые другие геодезические приборы. Греческий механик и математик Герон Александрийский, живший в I веке н. э., описывал изготовление измерительных веревок так: намоченную веревку растягивали между двумя колами и высушивали несколько раз, затем натирали воском и смолой. Полученная измерительная веревка, по словам Герона, не отличалась по длине от надежных, но дорогих и тяжелых мерных цепей, более чем на 1:2000 (1 см на 20 м). Веревка была размечена на отрезки и имела в определенных местах узлы, нужные для построения прямых углов на местности.
Древние люди умудрялись измерять расстояния до удаленных объектов косвенными способами. Например, древнегреческий математик Фалес еще в VI веке до н. э. определял высоту предмета по его тени. В частности, он измерил высоту пирамиды, заметив, что длина ее тени находится в таком же отношении к длине тени вертикального шеста, как их высоты. Свои наблюдения он вел в момент, когда тень человека имела ту же длину, что и он сам.
Археологи раскопали богатую коллекцию древних измерительных приборов. Самый старый сохранившийся измерительный медный стержень датируется 2650 годом до н. э., он был найден немецким ассириологом Экхардом Унгером при раскопках в Ниппуре — священном городе и религиозном центре Шумера в Южной Месопотамии (современный Ирак). Раскопки показали, что цивилизация долины Инда использовала линейки из слоновой кости еще до 1500 года до н. э. Одна из таких линеек была найдена в Лотале и, по мнению археологов, соответствует размерам древних кирпичей, обнаруженных по всему региону. Ее предполагаемая длина — 33,4 мм, деления отстоят друг от друга на 1,6 мм. Пройдет много веков, прежде чем пользоваться линейкой смогут все. Первая метрическая линейка, похожая на современные, появилась во Франции после французской революции.
Метрическая система
По мере развития торговли людям из разных стран пришлось унифицировать свои системы измерения. В XIV–XVI веках они пытались найти общие единицы для измерения, ища эталон в сфере своих интересов. Вошли в употребление, например, дюйм как длина трех приставленных друг к другу ячменных зерен, фут как ширина 64 ячменных зерен, положенных бок о бок. Петр I пытался соотнести русские меры длины с западными, чтобы положить конец разночтениям. Однако различия в измерениях сохранялись вплоть до создания новой системы единиц во Франции в конце XVIII века. Метрическая конвенция была подписана 20 мая 1875 года, со временем к ней присоединились практически все страны мира.
Эволюция метра
Компьютерное изображение стержня International Prototype Meter, сделанного из сплава 90% платины и 10% иридия. Это был стандарт длины SI.(Метрическая система) с 1889 по 1960 год, когда система СИ изменилась на новое определение длины, основанное на длине волны света, излучаемого криптоном 86.
Любопытно, что представления о метре менялись с течением времени. В 1668 году британский священник Джон Уилкинс предложил выбрать для единицы длины длину маятника с полупериодом колебания, равным 1 секунде. К этому времени голландец Христиан Гюйгенс уже разработал часовой маятник, и его длина была поразительно близка к длине современного метра. Однако вскоре оказалось, что длина, измеренная таким способом, различается в зависимости от места измерений. В частности, в Южной Америке наблюдалось увеличение периода колебаний относительно Парижа — это обнаружил французский астроном Жан Рише во время экспедиции.
В 1799 году был изготовлен платиновый эталон метра, длина которого соответствовала одной сорокамиллионной части Парижского меридиана. В 1889 году он был заменен на более точный из сплава платины и иридия (90% и 10%) с поперечным сечением в виде буквы X. Его копии были переданы на хранение в страны, в которых метр был признан в качестве стандартной единицы длины. Эталон находится в Международном бюро мер и весов в предместье Парижа, где хранятся и другие эталоны международных единиц измерения.
В 1960 году было принято решение, что метр не будет привязан к изготовленному людьми предмету. До 1983 года метр определялся как число 1 650 763,73, умноженное на длину волны оранжевой линии (6 056 Å) спектра, излучаемого изотопом криптона 86Kr в вакууме. С 1983 года и по сегодняшний день метр определяется как длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунд.
Такой обыкновенный предмет, как линейка, имеется в каждом доме. Совершенно точно, в каждом доме есть хоть какая-нибудь линейка. Даже если в семье нет школьников или инженеров-чертежников. Откуда же она взялась? Из магазина, конечно.
Неужели было время, когда линейки еще не существовало? Как люди без нее обходились? Надо что-то начертить? Где линейка, нет проблем. Что-то измерить — нет проблем тоже. Школьники без нее в школу не ходят, ну, а инженеры-чертежники не расстаются с разнообразными видами линеек до самой пенсии.
Линейка, примерно такая, какой мы ее знаем сегодня, появилась во времена Великой французской революции, во Франции, соответственно. Значит, ей уже более двухсот лет. Однако стоит копнуть еще глубже. При раскопках древнего города Помпеи археологи обнаружили тщательно оструганные дощечки, служившие, видимо, античным архитекторам для выполнения различных чертежей.
Все эти приспособления, конечно же, были не очень удобны. Так кажется сегодня, когда есть удобная линейка любой длины и формы. Но тогда альтернативы не было. Люди пользовались тем, что имели. Чертили себе с помощью железок и досок. Опять же, с чем сравнивать?
Если копнуть не только глубже, но и шире, то не было бы линейки, если бы не придумали метр. В 1789 году во Франции началась революция. Казалось бы, каким боком тут линейка? Но революция послужила неким толчком. Академики получили задание: ввести новую систему мер. В то время во Франции меняли старое на новое вообще во всем и везде. Заменили календарь, названия месяцев, деньги, государственное устройство, наконец. Меры тоже не обошли стороной.
8 мая 1790 года Учредительным Национальным Собранием был принят Декрет о реформе мер.
Собралась комиссия. В ее состав входили П.-С. Лаплас, Ж.-Л. Лагранж (который в составе другой комиссии предложил десятичную систему мер, в том числе и для деления суток), Г. Монж и другие ученые. Комиссия представила проект о принятии в качестве метра одну сорокамиллионную долю длины земного меридиана.
Введение такой единой системы мер во Франции перейдет со временем национальные границы. Метр внедрится во все страны и станет международной меркой.
Но это потом. А сначала такую систему мер официально не приняло Английское Королевское общество. Не хотели напрягаться, видимо. Надо было же еще и точно отмерить. Англичане решили просто наблюдать со стороны, справедливо полагая, что если что-то и получится — примут. И будут пользоваться. А не получится — они и не потеряют ничего, и не опозорятся. Хитро.
Французы в гордом одиночестве приступили к точному измерению длины земного меридиана. Руководили этой работой академики Ж.-Б.-Ж. Деламбр и П.-Ф.-А. Мешен. Замеры проводились в революционное время, что сильно усложняло процесс. Группу даже несколько раз арестовывали, по недоразумению.
Ценой больших усилий работа была закончена. И вот, за новую единицу длины (метр) была принята точно измеренная сорокамиллионная часть географического меридиана (длина которого, как известно, составляет 40000 км), один из которых проходил как раз через Париж. Французские ученые измерили его дугу на участке от Дюнкерка до Барселоны.
Линейки с метрическим делением сначала были в распоряжении только академиков. Позже ими пользовались и студенты. В обычных школах линейки появились в начале XIX века.
Читайте также: