Azonosító:
Jelszó:
Emlékezz rám!
Elfelejtetted a jelszavadat?

Itt bepillanthatsz
a Mi MICSODA filmekbe:

Get Flash to see this player.

A méter és a méterrúd

2014. szeptember 26., 21:45
 

Magyarország 1889. szeptember 24-én kapta meg azt a 14-es sorszámú méteretalon másolatot (etalon = hiteles, állandó minta, mintapéldány), amely ettől kezdve minden távolságmérés alapjának számított. A hosszúságok pontos méréséhez illetve a mérőegységek – köztük a méter – meghatározásához és egyeztetéséhez igen hosszú út vezetett.


 
Az ősméter jel­legzetes, X keresztmetszetű szel­vény, amely 90 százalék platina és 10 százalék irídium ötvözetéből készült, így viszonylag kicsi a lineáris hőtágulási együtthatója. Tervezője a francia Henri Tresca, de a konstrukció kialakításában szerepe volt a magyar Kruspér Istvánnak is. Az ősmétert a legkisebb lehajlás elérése érdekében az ún. Bessel-féle alátámasztási pontokon, vagyis a végektől számítva a teljes hossz 2/9-ed részének megfelelő távolságban  kell alátámasztani, legalább 10 mm átmérőjű görgőkkel. Az ősméter jellegzetes profilját a hazai Országos Mérésügyi Hivatal emblémája is tartalmazza.

Mi legyen a kiindulópont?
A hosszúságmérés alapja annak megállapítása, hogy egy bizonyos, egységül választott hosszat hányszor lehet egymásután felrakni egy másik hosszon, vagyis azon, amelyet meg akarunk mérni. Az első lépés tehát mindenképp az, hogy eldöntsék: mi is legyen az egység.
Ez azonban korántsem olyan könnyű és magától értetődő, mint amilyennek látszik. Hiszen amit mérőeszközként kiválasztanak, annak egyrészt hosszasan meg kell őriznie a formáját, vagyis pontosnak kell megmaradnia, másrészt a világ minden pontján érthetőnek és alkalmazhatónak kell lennie. Ma már az ún. SI-rendszer gondoskodik arról, hogy a dolgokat mindenütt ugyanabban az egyezményes rendszerben mérjük, de ez csak a huszadik század fejleménye. Ezt megelőzően nagyon sokféle rendszerben mérték le az emberek a tárgyakat (és persze az űrtartalmakat, a súlyokat és az időt is).
Kezdetben az emberek a saját testük viszonylag állandónak gondolt hosszúságaiból indultak ki. Az első rendszerek a (többnyire uralkodói) láb, a tenyér és a hüvelykujj átlagos méreteit vették alapul, így vált bevett mértékegységgé a láb, az arasz és a hüvelyk. Ám könnyen belátható, hogy ezek a méretek korántsem állandóak, így mindenképp kellett keresni valami olyasmit, ami ennél stabilabb kiindulópontot jelent. A választás érdekessége az, hogy a tér mellé az idő fogalmának is be kellett kerülnie, ami már az ókori suméroknál is így volt. Ők már ismerték a számrendszert, és ennek alapján ki tudták dolgozni az idő mérését, tehát megállapították, hogy 3600 másodperc az 60 perc, 60 perc pedig egy óra. Majd ennek alapján a tér egy szeletében, a síkban felrajzolt kört is felosztották 360 fokra, vagyis az időre alkalmazott számítást átvitték a síkban alkalmazott számításra. Hasonló logikájú döntést hozott Christian Hughens (1629-1695) is, aki elsőként vetette föl, hogy a mértékegységeket ne emberi testméretekből, hanem valamilyen természeti állandóból vezessék le. Ez az ismert állandó pedig akkor a másodperc volt. Hughens a másodpercinga hosszát javasolta a hosszúságmérés alapjának. A francia csillagász, Richter azonban azzal érvelt ezzel szemben, hogy az inga másként leng az északi és déli országokban, mint az egyenlítőn. Ettől függetlenül innen már csak egy lépés volt, hogy kitágítva a gondolatot, a Föld méretén alapuló mértékegységen kezdjenek el gondolkodni.

Ha valaki az olaszországi Pistoiában jár és ezt a feliratot látja, semmiképp se induljon lefelé, a föld alá, hogy metróra szálljon. A jelzés a régi toscanai mértékegységeket hasonlítja össze a modern méterrel, a tartományi önkormányzat épületének falán.

Hol döntöttek a méterről?
A 18-dik században, amikor már erősek és élénkek voltak a kapcsolatok a Föld országai között, egyre sürgetőbbé vált a kérdés megoldása, hiszen a tárgyak cseréjét, de még a járművek használatát sem lehetett anélkül megoldani, hogy ismerjék a másutt használt hosszmértékeket. Ezért foglalkozott a témával az akkori, legnyitottabb állam, Franciaország nemzetgyűlése is, amelyben végül, a Francia Tudományos Akadémia javaslatára úgy döntöttek: legyen a Párizson áthaladó negyed délkör tízmilliomod része a mértékegység. A döntés azután nagyon sok ember nagyon sok munkáját követelte meg, hiszen ehhez föl kellett mérniük a délkört, amelyet csak bonyolult és hosszadalmas, háromszögeléses módszereken alapuló terepmunkával lehetett elvégezni. És mivel a politikai légkör a legkevésbé sem volt nyugalmas, a fölmérők munkája gyakran bizony kriminális helyzetekkel is járt. Így például a forradalom és a Spanyolországgal vívott háború miatt a felméréseket egy időre abba kellett hagyni. De az is előfordult, hogy feldühödött tömegek estek neki a felmérőknek, mert nem értették, hogy a földre tűzött, fehér zászlócskák ezúttal nem a királypártiak melletti kiállást jelzik (a fehér ugyanis azok színe volt), hanem csupán a méréshez szükséges háromszögek csúcsát. A csillagász Jean-Baptiste Delambre-t például csak egy helyi tisztviselő tudta kimenteni a megverésére induló tömegből, egy másikuk, Pierre Mechainnek pedig súlyos balesetet szenvedett a hegyekben.
A „méter” szót magát először 1793 májusában javasolták, a „mérték” jelentésű, görög metron szó alapján. Jó választás volt, és hamar elterjedt, szinte az egész világon.

A méter felosztására pedig az alábbi neveket használjuk (forrás: Wikipédia):
deciméter (jele: dm) – a méter tizedrésze
centiméter (jele: cm) – a méter századrésze (1×10−2 m)
milliméter (jele: mm) – a méter ezredrésze (1×10−3 m)
mikrométer (jele: µm) – a méter milliomodrésze (1×10−6 m)
nanométer (jele: nm) – a méter milliárdodrésze (1×10−9 m)
ångström – a nanométer tizedrésze, a méter tízmilliárdod része: 1 Å = 1×10−10 m. Mivel nem SI-mértékegység, használata kerülendő.
pikométer (jele: pm) – a méter billiomodrésze (1×10−12 m)
femtométer (jele: fm) – a méter billiomod részének ezredrésze (1×10−15 m)
attométer (jele: am) – a méter billiomod részének milliomodrésze (1×10-18 m)
zeptométer (jele: zm)- a méter billiomod részének milliárdodrésze (1×10-21 m)
yoktométer (jele: ym) - a méter billiomod részének billiomodrésze (1×10-24 m)

Jó tudni, hogy az angolszász országokban másféle (nem decimális) hosszúságegységeket is használnak:
1 szárazföldi mérföld=1609,344 m
1 tengeri mérföld=1853,184 m
1 yard=3 láb=91,44 cm
1 láb=12 inch=30,48 cm
1 inch=10 vonás=2,54 cm
1 vonás=2,54 mm

A nagy, csillagászati méretű távolságok kifejezésére már nem alkalmas a méter. Itt a hosszúság egységei a fényév, a csillagászati egység és a parsec. (1 fényév az a távolság, amit a fény vákuumban 1 év alatt megtesz (1 fényév = 9,46*1012 km)
A csillagászati egység (CsE) a Nap és a Föld átlagos távolsága (1 CsE = 149 600 000 km)
A parsec az a távolság, amelyből 1 CsE merőleges rálátás esetén 1 ívmásodpercben látszik.
1 pc=3,26 fényév = 3,0856*1013 km.)

Az etalon rögzítései
Miután kiszámolták, hogy pontosan mekkorának kell lennie, a méteretalon első munkapéldányát sárgarézből készítették el. Ezt a Konvent 1795. augusztus elsején fogadta el. Ugyancsak a Konvent döntése alapján 16 márvány métert is készítettek (az egyiket sárgaréz véglapokkal), amelyekből mára csak kettő maradt fenn. Az egyiket a Luxemburg-kert bejáratánál, a másikat az Igazságügyi Palota épületén (Place Vendôme) lehet megnézni.
A végleges etalon métert sokáig a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatalban, Sèvres-ben őrizték. Ez már egy X keresztmetszetű méterrúd, amelynek a mechanikai szilárdsága nagyobb, tehát nem hajlik meg annyira a nehézségi erőtérben, mint a négyszög keresztmetszetű rúd.
A méteregyezmény (1875. május 20.) alapján negyven darab X keresztmetszetű méterrudat készítettek, amelyek azonban hosszabbak egy méternél: 102 cm-esek. Ezek mindkét végén három rovátka (vonás) van, amelyek közül a középső vonások jelölik a pontosan egy méteres távolságot.
A nagyon pontos mérésekhez már a 19-dik század végétől alkalmaztak fényt alkalmazó interferométereket, például a Michelson-interferométert. Ez utóbbi – amit a Föld mozgását vizsgáló kísérletekben is alkalmaztak – két tükörből, valamint egy félig fényáteresztő tükörből (ún. nyalábosztóból) áll. A nyalábosztót a tükrök közé állítják úgy, hogy a rá kibocsátott fénynyaláb egyik felét a mögötte elhelyezett tükörre engedje, a másik felét pedig visszaverje a másik oldalon elhelyezett tükörre. A nyalábosztó hátoldalán így két párhuzamos fénysugár lép ki, amelyek egymással interferálnak (összegerjednek). Az interferencia mértékének ismeretében pedig igen pontosan megmérhetőek a lemérendő tárgy és az etalon közötti eltérések.

A miskolci születésű Kruspér Istvánnak nagy szerepe volt a nemzetközi méteregyezmény megkötésében. 1867-től 1894-ig a Műegyetemen a geodézia tanáraként ő írta az első magyar nyelvű, földméréstani kézikönyvet, amelyből azután harminc évig tanultak az egyetemeken. Fő területe a geodézia volt, de más területeken is dolgozott. Különféle műszereket tervezett, és ő állította össze Pest felmérésének feltételeit, majd ellenőrizte a városmérést, 1869–1871 között. Ma utca is őrzi a nevét.

Magyarok részvétele
Az 1875-ös, méter-konvenció néven ismertté vált nemzetközi egyezmény aláírásán az Osztrák-Magyar Monarchia párizsi követe, Apponyi Rudolf is ott volt. Az egyezmény lényege az volt, hogy a részt vevő országok (tizennyolc, többségben európai ország) maga is bevezeti a francia forradalom éveiben született decimális mértékegységek rendszerét, és elfogadja az etalont. Az akkori, legerősebb országok közül egyedül Anglia nem csatlakozott az egyezményhez. Az Amerikai Egyesült Államok képviselője pedig aláírta ugyan az egyezményt, a méter-rendszer bevezetésére azonban akkor nemet mondott, és ezt majd csak száz évvel később fogja feloldani. A jelen pillanatban csak nagyjából tíz olyan ország van, amely még nem határozta el a méter-rendszer elfogadását. A Magyar Tudományos Akadémia tagjai közül elsősorban Nagy Károly csillagásznak volt nagy szerep abban, hogy Magyarország is a modernizáció útjára lépett, a mértékegységek használata terén. Ő többször is járt Párizsban, ott is halt meg, 1868-ban. Egyik párizsi tartózkodásakor, 1844-ben sikerült megszereznie azt a méter-rudat, amelyet egy párizsi aranyműves készített platinából, az Observatoire (csillagvizsgáló) számára. A megrendelő azonban nem érkezett időben, ezért Nagy Károly megvásárolhatta a rudat. Ezzel egy időben szerzett egy egy kilogramm tömegű platina hengert is. Mindkét tárgy egy bicskei gyűjteménybe került, ahonnan a szabadságharc idején elhurcolták. AZ MTA-nak sikerült visszaszereznie, ezért ott őrizték, 1870-ig, amikor is Nagy Károly eredeti szándékának megfelelően végül ellenszolgáltatás nélkül az állam tulajdonába ment át.
A későbbiekben Bay Zoltán szerepe volt még jelentős. Ő a méter definíciójának pontosításához járult hozzá. 1965-ben azt javasolta, hogy a métert a pontosabban mérhető időegységre és a fénysebességre alapozzuk. A fénysebesség állandóságával foglalkozó kutatásai alapján már meggyőzően tudott évelni a párizsi Súlyok és Mértékegységek Nemzetközi Konferenciáján, ahol 1983-ban elfogadták a javaslatát, és ennek értelmében így fogalmazták át a méter definícióját:
„A méter a fény által a vákuumban a másodperc 1 / 299 792 458-ad része alatt megtett út hossza.”
Az atomkutatások korszakában természetesen mindig számíthatunk arra, hogy az anyag természetének még mélyebb ismeretei révén újabb és újabb módszerek fogják megváltoztatni a méter meghatározását, de ez a hétköznapi életünkben használt méréseinket nem fogja érinteni.

 

Lévai Júlia

 
Nyomtatóbarát verzió
Küldd tovább ezt a cikket barátodnak, ismerősödnek
Ajánld a Mi MICSODA Klubot barátodnak, ismerősödnek

Kapcsolat | Impresszum