Metri

Metri (tunnus m[1]) on SI-järjestelmän ja sen edeltäjän metrijärjestelmän mukainen pituuden yksikkö. Metri määritellään nykyään pituudeksi, jonka valo kulkee tyhjiössä 1/299 792 458 sekunnissa.[1][2] Alkuperäisen määritelmän mukaan metri oli kymmenesmiljoonasosa Maan Pohjoisnavan ja päiväntasaajan välimatkasta. Ennen nykyistä, vuonna 1983 vahvistettua määritelmää valonnopeus oli mittausten mukaan likimain 299 792 458 m/s, mutta nykyisin tämä on metrin määritelmään perustuva tarkka arvo.[3]

Metrin nimi

Ensimmäisen tiedossa olevan esityksen pituudessa desimaalipohjaisen mittayksikön käyttöönotosta teki englantilainen filosofi John Wilkins vuonna 1668. Hänen ehdottamansa yksikkö oli nimeltään universal measure (suom. yleinen mitta).[4][5] Vuonna 1675 italialainen tieteilijä Tito Livio Burattini käytti teoksessaan Misura Universale nimitystä metro cattolico (kirjaimellisesti yleinen mitta), joka oli johdettu kreikan sanoista μέτρον καθολικόν (métron katholikón, suom. yleinen mitta). Tähän nimitykseen pohjautui sanan metri alkumuoto, ranskan kielen sana mètre, joka otettiin mittayksikön nimeksi Ranskassa vuonna 1799, kun maa siirtyi ensimmäisenä maailmassa metriseen järjestelmään. [6]

Mittayksikön määrittely
Tietokoneella tehty havainnekuva metrin prototyypistä. Platinasta ja iridiumista valmistettu tanko oli metrin perusstandardina 1889–1960.

Metri otettiin mittayksikkönä käyttöön ensin Ranskassa vuonna 1799[7]. Aluksi metrin pituuden määrittelemistä varten tehtiin platinan ja iridiumin seoksesta palkki, jonka pituus määriteltiin tarkalleen metriksi. Tätä metrin prototyyppiä säilytetään edelleen Pariisissa Mittojen ja painojen museossa. Metri määritettiin kymmenesmiljoonasosaksi maapallon meridiaaniympyrän neljänneksestä, joka kulki päiväntasaajalta Pariisin läpi pohjoisnavalle. Toisin sanoen etäisyydeksi päiväntasaajalta Pohjoisnavalle olisi näin tullut tasan 10 000 kilometriä. Ensimmäinen prototyyppi perustui vuoden 1790 mittauksiin, mutta se poikkesi määritelmästä jonkin verran ja jäi hiukan liian lyhyeksi. Tämä johtui siitä, ettei laskelmissa otettu huomioon maapallon litistymistä navoilta.[8]

Koska mittalaitteet ja alemmanasteiset mittanormaalit oli säädetty metrin prototyypin mukaan, metrin määritelmäksi vahvistettiin tämän metrin prototyypin pituus. Vuonna 1889 valmistettiin platinan ja iridiumin seoksesta uusi metrin prototyyppi, johon oli kaiverrettu kaksi toisistaan metrin päässä olevaa viivaa. Vuonna 1927 määritelmää tarkennettiin niin, että metri oli näiden viivojen välinen etäisyys 0 °C:n lämpötilassa.[8]

Metrin määritelmä uusittiin vuonna 1960 vastaamaan jo 1900-luvun alussa käyttöön otettua interferometristä määritelmää, joka perustui valon aallonpituuteen. Vuonna 1960 vahvistetun määritelmän mukaan metri oli 1 650 763,73 kertaa sen oranssinvärisen säteilyn aallonpituus tyhjiössä, joka syntyy krypton-86-atomin siirtyessä kvanttitilasta 2p10 tilaan 5d5.[9][10]

Myöhemmin mittaustekniikan kehityttyä ajan mittaus saavutti suuremman suhteellisen tarkkuuden kuin pituuden mittaus. Tämän vuoksi metrille vahvistettiin sen nykyinen määritelmä Pariisissa pidetyssä Yleisessä paino- ja mittakonferenssissa (CGPM, Conférence Générale des Poids et Mesures) vuonna 1983.

Kerrannaisyksiköt ja etuliitteet
Pituuden kerrannaisyksiköt
Yksikön nimi Yksikön tunnus Suhde metriin Metrin kerroin Käyttö
Femtometri fm tuhannesbiljoonasosa metristä 10−15 m Esimerkiksi atomiytimien läpimitat
Pikometri pm biljoonasosa metristä 10−12 m Esimerkiksi atomien laskennalliset säteet
Nanometri nm miljardisosa metristä 10−9 m Esimerkiksi valon aallonpituus sekä mikroprosessorin niin sanottu viivan leveys.
Mikrometri μm miljoonasosa metristä 10−6 m Hyvin pienet mekaaniset mitat (aikaisemmin käytettiin myös nimitystä mikroni.[11])
Millimetri mm tuhannesosa metristä 10−3 m Rakennepiirustusten yleinen perusyksikkö (koneet, rakennukset yms.)
Senttimetri cm sadasosa metristä 10−2 m Lukuisissa eri yhteyksissä, kuten esimerkiksi ihmisen mittasuhteiden ilmaisemiseen.
Desimetri dm kymmenesosa metristä 10−1 m Käytetään harvakseltaan. Esimerkiksi laskutoimituksissa litrat muutetaan usein kuutiodesimetreiksi (1 l = 1 dm3).
Metri m yksi metri 100 m Isot rakenteet (esimerkiksi laivan pituus), lyhyet matkat maastossa (alle kilometri).
Dekametri dam kymmenen metriä 101 m Ei juurikaan käytetä.
Hehtometri hm sata metriä 102 m Ei juurikaan käytetä. Toisinaan tykistön tulenjohdon käyttämä mitta.
Kilometri km tuhat metriä 103 m Yleensä sellaisenaan maantieteellisten etäisyyksien yksikkönä. Useimpien liikennevälineiden nopeuksien yksikössä kilometriä tunnissa (km/h).
Megametri Mm miljoona metriä 106 m Tätä tai suurempia kerrannaisyksiköitä ei juuri käytetä.

Muita vanhoja pituuden yksiköitä

Hyvin lyhyille mitoille on aikaisemmin käytetty muun muassa yksikköä ångström (1 Å = 10−10 m).[12]

Tuuma on vanha Yhdistyneessä kuningaskunnassa käytetty pituuden yksikkö (25,4 mm).[12]

Aikaisemmin metrijärjestelmään kuului myös kerrannaisyksikkö myriametri, joka oli 10 000 metriä eli 10 kilometriä[11] Se ei kuitenkaan koskaan ole ollut kovin yleisesti käytössä, eikä myria-etuliite enää kuulu nykyiseen SI-järjestelmään.[13]

Suomessa on käytetty etäisyyksien mittayksikkönä myös peninkulmaa, joka metrijärjestelmän käyttöönoton jälkeen määriteltiin tasan 10 kilometriksi.[11] Nykyisessä mittayksikköasetuksessa ei sitä kuitenkaan enää ole.[2]

Joillakin erikoisaloilla käytetään metrijärjestelmästä poikkeavia pituusmittoja. Merenkulussa ja ilmailussa käytetään yksikkönä meripeninkulmaa, joka on 1852 metriä[14], merenkulussa aikaisemmin myös sen kymmenesosaa kaapelinmittaa.[15] Tähtitieteessä käytettyjä pituusyksiköitä ovat tähtitieteellinen yksikkö, valovuosi ja parsek.[16]

Lähteet

Viitteet
  1. Suomen Standardisoimisliitto: SI-opas : 2019 : kansainvälinen suure- ja yksikköjärjestelmä = international system of quantities and units. Suomen Standardisoimisliitto SFS ry, 2019. ISBN 978-952-242-411-2. Teoksen lataussivu.
  2. Valtioneuvoston asetus mittayksiköistä (1015/2014), 1 § Finlex. Viitattu 4.6.2015.
  3. SI Brochure: The International System of Units (SI), 8th edition, 2006; updated in 2014: Unit of length (metre) Bureau International des Poids et Mesures.
  4. An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Reproduction)
  5. An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Transcription)
  6. meter. Merriam-Webster Online Dictionary. Viitattu 7. huhtikuuta 2011.
  7. BIPM, s. 109
  8. http://physics.nist.gov/cuu/Units/meter.html
  9. Otavan iso Fokus, 4. osa (Kr–Mn), s. 2626 , artikkeli Metrijärjestelmä. Otava, 1973. ISBN 951-1-00388-7.
  10. Simons, Lennart: Fysiikka korkeakouluja varten. Porvoo: WSOY, 1963.
  11. Pieni tietosanakirja, 2. osa, s. 101, art = Metrijärjestelmä. Otava, 1927. Teoksen verkkoversio.
  12. Otavan iso Fokus, 4. osa (Kr–Mn), s. 2678 , taulukko Mitat. Otava, 1973. ISBN 951-1-00388-7.
  13. BIPM, s. 121
  14. Valtioneuvoston asetus mittayksiköistä (1015/2014), 9 § Finlex. Viitattu 4.6.2015.
  15. Otavan iso Fokus, 3. osa (Ip–Kp), s. 2540 , artikkeli Kaapelinmitta. Otava, 1973. ISBN 951-1-00052-9.
  16. Karttunen, Hannu; Kröger, Pekka; Oja, Heikki; Poutanen, Markku: Tähtitieteen perusteet, s. 579. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, Valtion painatuskeskus, 1984. ISBN 951-859-367-1.

     

    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.