Meter: Razlika med redakcijama

'''Méter''' (simbol '''m''') je [[osnovne enote SI|osnovna enota SI]] za merjenje [[dolžina|dolžine]], enaka razdalji, ki jo [[svetloba]] prepotuje v [[vakuum]]u v {{frac|1|299.792.458}} [[sekunda|sekunde]].<ref name="resCGPM">{{navedi splet| url=http://www.bipm.org/en/CGPM/db/17/1/ |title=Resolution 1 of the 17th CGPM |year=1983 |publisher=Mednarodni urad za uteži in mere |accessdate=28.12.2016}}</ref> Kot pri ostalih enotah SI skrbi za mednarodno skladnost določanja [[magnituda|magnitude]] metra [[Mednarodni urad za uteži in mere]] (BIPM), ki podaja priporočila za ''praktično izvedborealizacijo'' definicije metra za potrebe [[kalibracija|kalibracije]] drugih merilnih priprav. Ta je v domeni pooblaščenih državnih ustanov v državah, ki uporabljajo standard SI. Priporočena praktična izvedbarealizacija je žarek [[Helij-neonov laser|helij-neonovega laserja]], stabiliziranega z [[jod]]ovo celico, oz. 1.579.800,762042(33) [[valovna dolžina|valovne dolžine]] izsevane svetlobe v [[zrak]]u, ki jih določimo z [[interferometrija|interferometrom]].<ref group="Op.">[[Frekvenca]] vzbujenih atomov plina v mehanizmu laserja je 473.612.353.604(10) [[herc|kHz]], kar da [[valovna dolžina|valovno dolžino]] 632.991.212,58 fm, pri standardizirani izvedbi je [[negotovost]] 2,1 × 10^-11. Številke v oklepajih izražajo mero negotovosti v razponu treh [[standardni odklon|standardnih odklonov]] na vsako stran.</ref><ref name="recommendations-2">{{navedi splet |title=Iodine (λ≈633 nm) |publisher=BIPM |url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/mep/M-e-P_I2_633.pdf |work=MEP (''Mise en Pratique'') |year=2003 |format=PDF |accessdate=1.1.2017}}</ref> Akreditirana ustanova v [[Slovenija|Sloveniji]] za izvajanje kalibracij je Laboratorij za tehnološke meritve [[Fakulteta za strojništvo v Mariboru|Fakultete za strojništvo v Mariboru]].<ref>{{navedi splet| url=http://www.mirs.gov.si/si/delovna_podrocja/nacionalni_meroslovni_sistem/sistem_nacionalnih_etalonov/dolzina/ |title=Dolžina |work=Nacionalni sistem etalonov |publisher=Urad Republike Slovenije za meroslovje |accessdate=1.1.2017}}</ref>

V preteklosti je bil meter definiran kot desetmilijoninka razdalje med [[ekvator]]jem in [[severni tečaj|severnim tečajem]] po [[poldnevnik]]u, ki poteka skozi [[Pariz]]. Praktična izvedbarealizacija je bila dolgo časa v obliki fizičnega predmeta – palice iz [[platina|platine]] in nato iz zlitine platine ter [[iridij]]a, s katero so primerjali merilne priprave. Vendar pa je tako velik fizičen predmet nestabilen in podvržen poškodbam ter drugim tveganjem, zato je bila leta 1960 sprejeta nova definicija, osnovana na valovni dolžini [[Elektromagnetno sevanje|sevanja]] vzbujenega atoma [[kripton]]a v [[vakuum]]u, to pa je leta 1983 nadomestila sedanja, ki omogoča večjo [[natančnost]].

Definicija na osnovi sevanja kriptona je veljala 23 let, do 1983, ko jo je 11. Generalna konferenca za uteži in mere zamenjala s sedanjo, saj izvedbarealizacija ni bila dovolj natančna za vsa področja uporabe.<ref name="resCGPM"/> Omejitve so se pokazale predvsem pri določanju razdalje med planetirazdalj v [[astrofizika|astrofiziki]]. Hkrati je v drugi polovici 20. stoletja močno napredovala tehnika merjenja hitrosti svetlobe in [[laser]]ska tehnologija, ki sta presegli natančnost določanja kriptonovih spektralnih črt in odprli možnost sedanje definicije.<ref name="Petley1983">{{navedi revijo|author=Petley, B.W. |year=1983 |title=New definition of the metre |journal=[[Nature]] |volume=303 |pages=373–376 |doi=10.1038/303373a0}}</ref>

Hkrati je bilo na konferenci sprejeto, da znaša hitrost svetlobe v vakuumu natanko 299.792.458 [[Meter na sekundo|metrov na sekundo]]. Ta ubeseditev je zaobšla odvisnost od stanja tehnike – definicijo, izraženo z valovno dolžino izseva laserja, bi bilo treba popraviti vsakič, ko bi iznašli boljši laser. Namesto tega se izsev laserja uporablja za ''praktično izvedborealizacijo'' metra, za katero BIPM podaja le priporočila. Z določitvijo hitrosti svetlobe je mogoče valovno dolžino izraziti s [[frekvenca|frekvenco]], to pa kalibriramo z uporabo [[cezij]]evih [[atomska ura|atomskih ur]], ki so trenutno nekaj velikostnih razredov natančnejše od najbolj dovršenih laserjev.<ref name="NewScientist">{{navedi revijo |last=Wilkie |first=Tom |title=Time to remeasure the metre |url=https://books.google.com/books?id=pKU5MXqo4UYC&pg=PA258 |journal=[[New Scientist]] |date=27.10.1983 |pages=258–263}}</ref>

Za potrebe razmejitve metra priporoča BIPM izsev helij-neonovega laserja z valovno dolžino {{nowrap|λ<small>HeNe</small>}} = 632,99121258 nm, stabiliziranega z jodovo celico, ki ima ocenjeno relativno negotovost {{val|2.1|e=-11}}.<ref name="recommendations-2"/><ref group="Op.">Znanstveniki so v ta namen z uporabo serije [[frekvenčna pomnoževalka|frekvenčnih pomnoževalk]] neposredno izmerili frekvenco helij-neonovega laserja in ene od črt jodovega spektra. Takrat pridobljena vrednost {{nowrap|520.206.808 ± 0,081 MHz}} je bila najvišja frekvenca, kdajkoli izmerjena.</ref> Za lažjo predstavo, ta negotovost ustreza meritvi [[Zemljin polmer|obsega Zemlje]] s točnostjo enega milimetra.<ref>{{navedi splet |url=http://www.mirs.gov.si/si/novinarsko_sredisce/sistem_merskih_enot/ |title=Sistem merskih enot |publisher=Urad RS za meroslovje |accessdate=10.1.2017}}</ref>

Jodova celica – posodica z jodovo paro na poti žarka – deluje kot optični filter, ki absorbira vse dele valovanja razen ozke črte pri ~633 µm, ki odgovarja enemu izmed energetskih prehodov joda, kar predstavlja absolutno umeritev in hkrati zmanjša [[pasovna širina|pasovno širino]] izseva (to povečujejo neželeni pojavi, kot je [[Brownovo gibanje]] molekul vzbujenega plina). Kar najmanjša možna pasovna širina je pomembna, saj razdaljo določamo z [[interferometrija|interferometrijo]] – štetjem interferenčnih prog na detektorju interferometra, katerih število je odvisno od optične poti, za natančno določanje tega števila pa morajo biti čim ostrejše. Ocenjena relativna negotovost trenutno predstavlja glavni omejujoči dejavnik pri razmejevanju metra.<ref name="NewScientist"/> Dodatno k negotovosti prispeva dejstvo, da priporočena praktična izvedbarealizacija predpostavlja meritev razdalje pri izsevu v zraku, ne v vakuumu. V ta namen uporabljamo korekcijski faktor, ki ustreza [[lomni količnik|lomnemu količniku]] zraka, natančnost določanja tega pa je omejena z natančnostjo meritev [[temperatura|temperature]], [[tlak]]a in [[relativna vlažnost|relativne vlažnosti]].<ref>{{navedi splet| url=http://emtoolbox.nist.gov/Wavelength/Documentation.asp#UncertaintyandRangeofValidity |title=Index Refraction of Air VI. Uncertainty and Range of Validity |last1=Stone |first1=Jack A. |last2=Zimmerman |first2=Jay H. |work=Engineering Metrology Toolbox |date=16.2.2001 |publisher=[[Narodni urad za standarde in tehnologijo]] |accessdate=10.1.2017}}</ref>