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公尺制誕生│科學史上的今天:05/08

鉑銥合金公尺原器

一公尺究竟有多長?那要看你在什麼時候問的,2014 年的答案是「光在真空中於 1/299792458 秒內行進的距離」。

1790 年,法國大革命後,為了要統一全法各地的度量衡,想用自然中不變的物理量訂定,因此選擇用半週期為一秒的單擺長度作為一公尺。

但是單擺的週期不單只跟長度有關,不同地點的 g 值不同也會影響,這樣實在太不科學了。於是法國科學學會決定要以為經過巴黎的那條經線從北極點至赤道距離總長度的一千萬分之一作為一公尺,於是花了六七年測量估算,並用黃銅做成了一公尺的標準原器,讓大家知道一公尺有多長。

但因為當初的測量誤差、原器材質的穩定性等,1899 年,重新製作鉑銥合金的公尺原器,並定義一公尺為 0 °C 時該公尺原器的長度。

還是不夠精準,因此 1960 年採用氪 86 光譜作為計量依據,將 1 公尺定義為氪 86 原子在 2p10 到 5d5 能級之間躍遷的輻射在真空中波長的 1650763.73 倍。看不懂沒關係,因為這方法實在太麻煩,氪又難以取得。

謝天謝地雷射技術出現讓光速測量成熟,1983 年以光速作為物理常數,將一公尺定義為「光在真空中於 1/299792458 秒內行進的距離」。

不知道一百年後會怎樣定義一公尺有多長。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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