Meter

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Nuvola single chevron right.svg Dit artikel gaat over een lengte-eenheid. Voor de vrouwelijke getuige bij een doop, zie Peterschap. Voor meetapparatuur, zie Meetgereedschap.
Grotere en kleinere eenheden
Fac-
tor
Naam Sym-
bool
10-15 femtometer of fermi fm
10-12 picometer pm
10-10 ångström Å
10-9 nanometer nm
10-6 micrometer of micron µm
10-3 millimeter mm
10-2 centimeter cm
10-1 decimeter dm
100 meter m
101 decameter dam
102 hectometer hm
103 kilometer km
106 megameter Mm
109 gigameter Gm
1012 terameter Tm

Beluister

(info)

De meter (symbool m) is de SI-eenheid voor lengte. Hij is sinds 1983 gedefinieerd als de afstand die licht in 1/299 792 458 seconde in vacuüm aflegt. De meter is een van de zeven SI-basiseenheden en staat aan de basis van het metrieke stelsel. Rechtstreeks van de meter afgeleid zijn de oppervlakte-eenheid m² (vierkante meter) en de volume-eenheid m³ (kubieke meter).

De definitie van de meter in de geschiedenis[bewerken]

De definitie van een 'meter' is in de loop van de geschiedenis een aantal malen veranderd, omdat door de ontwikkeling van de wetenschap de beschikbare meetmethodes nauwkeuriger werden dan de tot dan toe gebruikte standaarddefinitie. De meter is dus (op een enkele uitzondering na) niet veranderd, maar nauwkeuriger gemaakt. Hieronder is een chronologisch overzicht weergegeven.

Overzicht van de officiële definities van de meter sinds 1795 [1]
Definitie Datum Absolute
nauwkeurigheid[1]
Relatieve
nauwkeurigheid[1]
1/10.000.000e deel van de helft van de lengte van een meridiaan, zoals gemeten door Delambre en Méchain 07 april 17950 0,5–0,1 mm 10−4
De lengte van de Mètre des Archives, een staaf uit messing, zoals door het Institut nationial des sciences et des arts gedeponeerd bij het Corps Législative van het Directoire. 22 juni 1799 0,05–0,01 mm 10−5
De lengte van een 90%-platina-10%-iridiumstaaf, bewaard door het Bureau international des poids et mesures 26 september 1889 0,2–0,1 µm 10−7
De lengte van een 90%-platina-10%-iridiumstaaf, bij een temperatuur gelijk aan het smeltpunt van ijs onder een druk van 1 atmosfeer, symmetrisch ondersteund door twee roloplegging met een onderlinge afstand van 571 mm. 25 september 1927
De lengte van 1.650.763,73 keer de golflengte in een vacuüm van de straling die vrijkomt bij de overgang tussen niveaus 2p10 en 5d3 van een 86Kr-isotoop 14 oktober 1960 0,01–0,005 µm 10−8
De afstand afgelegd door het licht in een vacuüm op 1/299.792.458e deel van een seconde 20 oktober 1983 0,1 nm 10−10
1. ↑ Zie absolute fout en relatieve fout voor de definitie van de termen absolute en relatieve nauwkeurigheid.

1675[bewerken]

De Italiaan Tito Livio Burattini publiceerde in dit jaar de Misura Universale, een werk waarin hij de meter vastlegt op de lengte van een slinger die beweegt met een halve periode van 1 seconde. De door hem gevonden waarde zou volgens de huidige definitie ca. 993,9 mm bedragen. Dat de slingertijd afhangt van de zwaartekrachtversnelling ter plaatse – dat wil zeggen van de plaats op aarde en van de hoogte boven de zeespiegel – was nog niet bekend. Ook de uitslag van de slinger is van invloed. De meting van Burattini was dan ook naar huidige maatstaven onnauwkeurig, maar in zijn tijd was het een prestatie.

1791[bewerken]

De meter werd in 1791 gedefinieerd door de Franse Academie van Wetenschappen als het tienmiljoenste deel van de afstand op zeeniveau van de noordpool tot de evenaar, gemeten langs de Meridiaan van Parijs. Jean-Baptiste Joseph Delambre en Pierre Méchain voerden metingen uit door extrapolatie vanuit een meting van de afstand tussen Barcelona en Duinkerke.[2] Zolang de metingen nog niet gereed waren werd er een voorlopig prototype gebruikt als standaard. [3][4]

1799[bewerken]

Nadat in 1798 de meridiaanmeting voltooid was werd in 1799 een nieuwe standaard vastgelegd, nu volgens de zojuist bepaalde meridiaanlengte. Deze "mètre des Archives" is gemaakt van platina.[5] Ondanks dat deze later 0,2 mm te kort bleek te zijn vanwege meetfouten en het feit dat geen rekening werd gehouden met de afplatting van de Aarde werd de standaard niet gewijzigd.

1889[bewerken]

Internationaal prototype van de meter, een staaf uit een platina-iridium legering. Het was de standaard tot 1960. (NIST)

In 1875 richtte de internationale Meterconventie (Convention du Mètre) een permanent Internationaal Bureau voor Maten en Gewichten (Bureau international des poids et mesures) op in Sèvres. Een nieuwe standaardmeter werd vervaardigd. Op de eerste CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures) (Algemene conferentie voor maten en gewichten) werd in 1889 de meter gedefinieerd als de afstand tussen twee inkepingen op een staaf van 90% platina en 10% iridium, de zogenaamde X-meter, die in Sèvres wordt bewaard. De opzet was een scherper gedefinieerde meter te verkrijgen; de lengte bleef ongewijzigd.

1960[bewerken]

Men bleef zoeken naar middelen die een scherpere definitie mogelijk maken. De oplossing is gevonden in de golflengte van het licht van een bepaalde stralingsbron, die met behulp van interferometrie nauwkeurig kan worden bepaald. Na diverse stralingsbronnen te hebben onderzocht, kwam men in 1960 tot de volgende definitie: de meter is de lengte gelijk aan 1 650 763,73 golflengten in vacuüm van de straling overeenkomend met de ongestoorde overgang tussen de toestanden 2p10 en 5d5 van het atoom krypton-86.

1983[bewerken]

In 1983 is de CGPM op de huidige definitie met de lichtmeting overgegaan. De reden hiervoor lag in het feit, dat tijdmeting toen veel nauwkeuriger mogelijk was geworden door het gebruik van atoomklokken. Een voordeel is nu dat de meter in elk natuurkundig laboratorium kan worden gereproduceerd.

Met de huidige definitie is tevens de waarde van de lichtsnelheid vastgelegd op de op dat moment nauwkeurigst gemeten waarde. Sedert dat moment beïnvloeden metingen van de lichtsnelheid de grootte van de meter. De lichtsnelheid in vacuüm is nu per definitie precies 299 792 458 m/s.

In het laboratorium wordt de meter toch bepaald door het tellen van het aantal golflengtes. Een gevolg van de 17e CGPM was dat de onzekerheid (de fout) in de meter vijf maal zo klein werd. Het licht van de met jodium gestabiliseerde Helium-neonlaser werd de "aanbevolen straling" om de meter te vinden. De golflengte van dit laserlicht wordt nu aanvaard als λHeNe = 632,991 398 22 nm met een relatieve standaardonzekerheid (U) van 2,5 × 10–11.[6] Deze onzekerheid is nu de beperkende factor bij het realiseren van de meter in het laboratorium, omdat het verscheidene ordes van grootte slechter is dan die van de seconde (U = 5 × 10–16).[7] Daarom wordt in de praktijk in laboratoria de meter gezien als 1 579 800,298 728(39) golflengtes van helium-neonlaserlicht in vacuüm.

Commerciële termen[bewerken]

Illustratie van het begrip werkende meter

Soms worden de termen “lopende” en “strekkende” meter gebruikt, bijvoorbeeld om de prijs van een zeil onrechtstreeks per oppervlakte-eenheid aan te duiden. De praktische oppervlakte-eenheid is de breedte (die voor dit product commercieel vastligt, bijvoorbeeld kamerbreed) maal één meter. De hoeveelheid drukt men dan uit in “lopende” meter. Het is het aantal meter dat men van dit zeil moet afsnijden.

“Werkende meter” daarentegen heeft een andere betekenis. Bij schrootjes bijvoorbeeld, is er aan één kant van de plank een gleuf gefreesd en aan de andere kant is er een opstaande rand overgelaten die precies in die gleuf past. Als je zo'n schrootje in een ander schrootje schuift, wordt het zichtbare gedeelte kleiner. Deze “effectieve breedte” wordt wel aangeduid als “werkende breedte”.

Decimale veelvouden[bewerken]

De niet tot het SI behorende veelvouden zijn cursief weergegeven.

Eenheid Symbool Factor Veelvoud Opmerking
yottameter Ym 1024-0
zettameter Zm 1021-0
exameter Em 1018-0
petameter Pm 1015-0
terameter Tm 1012-0
gigameter Gm 109-0 1.000.000 km
megameter Mm 106-0 1.000 km wordt gebruikt in de oceanologie
myriameter 104-0 10 km verouderd (wordt nog gebruikt in artikel 120ter van het Belgische Strafwetboek)
kilometer km 103-0
hectometer hm 102-0 100 m
decameter dam 101-0 10 m
meter m 100 Basiseenheid
decimeter dm 10-1 10 cm
centimeter cm 10-2 10 mm
millimeter mm 10-3 1.000 µm 10 millimeter is 1 centimeter.
micrometer µm 10-60 0,001 mm verouderd: Micron
nanometer nm 10-90
ångström Å 10-10 100 pm wordt gebruikt in de atoomfysica en in de kristallografie
picometer pm 10-12
femtometer fm 10-15 wordt gebruikt in de kernfysica en de deeltjesfysica.
attometer am 10-18
zeptometer zm 10-21
yoctometer ym 10-24

Equivalenten in andere eenheden[bewerken]

Metrische eenheden
uitgedrukt in niet-SI eenheden
1 meter 1,0936 yard
1 meter 39,37 inch
1 centimeter 0,3937 inch
1 millimeter 0,03937 inch
1 meter 1×1010 ångström
1 nanometer 10 ångström
Niet-SI eenheden
uitgedrukt in metrische eenheden
1 yard 0,9144 meter
1 inch 0,0254 meter
1 inch 2,54 centimeter
1 inch 25,4 millimeter
1 ångström 1×10−10 meter
1 ångström 100 picometer

In deze tabel betekenen "inch" en "yard", "internationale inch" en "yard".[8]

"≈" betekent "bij benadering gelijk aan".
"≡" betekent "per definitie gelijk aan" of equivalent "exact gelijk aan".

Een simpel geheugensteuntje bij de omrekening is: 1 meter = 3 voet en 3 3/8 inch.[9] Dit geeft echter een overschatte waarde van 0,125 mm.

De oude Egyptische cubit is 1/6 π meter (0,52 meter)[10]

Afgeleide eenheden[bewerken]

Zie ook[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. (en) F. Cardarelli, Encydopaedia of scientific units, weights, and measures: their SI equivalences and origins, Springer-Verlag London Limited 2003, ISBN 1-85233-682-X, p. 5, table 2.1, data uit Giacomo, P., Du platine a la lumiere, Bull. Bur. Nat. Metrologie, 102 (1995) 5–14.
  2. Zie de uitleg in het artikel Jean-Baptiste Joseph Delambre, paragraaf Moeizame bepaling van de meter.
  3. Zie Delambre
  4. Een krankzinnig plan om een meter te maken, De Volkskrant, 26 april 2003.
  5. Hoe de meter een meter lang werd, TU Delta, 6 novemver 2003.
  6. Zie Tijdlijn voor de bepaling van de meter (Penzes, 2005), uitgegeven door het NIST; en deze artikelen in de BIPM database, vooral Optical Frequency - Maintaining the SI Metre (National Research Council of Canada, 2008)
  7. NIST: NIST-F1 Cesium Fountain Atomic Clock.
  8. A. V. Astin & H. Arnold Karo, (1959), Refinement of values for the yard and the pound, Washington DC: National Bureau of Standards, republished on National Geodetic Survey web site and the Federal Register (Doc. 59-5442, Filed, 30 June 1959, 8:45 a.m.)
  9. Well-known conversion, publicised at time of metrication
  10. Documentaire The Revelation of the Pyramids
Zoek dit woord op in WikiWoordenboek