Эталон единицы длины

В 1889 году метр был принят рав­ным расстоянию между двумя штрихами, нанесенными на метал­лическом стержне Х-образного поперечного сечения. Международный и национальные эталоны метра были изготовлены из сплава платины и иридия, отличающегося значительной твер­достью и большим сопротивлением окислению. Погреш­ности сличения между собой платиноиридиевых штриховых мет­ров находятся в пределах ±1.1×10^-7 м (±0,11 мкм), а так как штрихи имеют значительную ширину, существенно повысить точ­ность этого сличения нельзя.

В 1895 г. Генеральная конференция по мерам и весам при­знала, что естественным свидетелем размера метра является длина световой волны монохроматического света. После изучения спектральных линий ряда элементов было найдено, что наиболь­шую точность воспроизведения единицы длины обеспечивает оранжевая линия изотопа криптона-86. XI Генеральная конферен­ция по мерам и весам (1960 г.) приняла выражение размера метра в длинах этих волн как наиболее точное его значение.

На основе этого решения утверждено следующее определение: «Метр—дли­на, равная 1650763,73 длины волны в вакууме излучения, соответ­ствующего переходу между уровнями 2р₁₀ и 5d₁₅ атома крипто­на-86».

Метр в длинах световых волн воспроизводится интерференци­онным методом на специальной установке с помощью лампы, за­полненной изотопом криптона-86. С целью получения необходимых условий для излучения криптон охлаждают жидким азотом до 58—60 К. Возбуждение атомов криптона производят путем пропускания через него электрического тока.

Осуществление этого нового метода воспроизведения метра дало возможность снизить погрешность воспроизведения метра при­мерно до 10^-8 м, что позволяет выразить результат измерений (в самом благоприятном случае) уже числом из восьми цифр. Кроме повышения точности измерения (там, где это необходимо), первичный эталон единицы длины дает возможность следить за постоянством платиноиридиевого эталона, ставшего теперь вторичным эталоном.

Новейшие достижения в измерении частот и длин волн привели к совпадающим опреде­лениям скорости света, точность которых ограничивается в основ­ном воспроизведением метра со­гласно его существующему опре­делению. Значения длин волн, полученные через измерение ча­стоты и заданную скорость света, обладают большей точностью, чем та, которая может быть до­стигнута сличением с длиной волны эталонного измерения криптона-86.

Исходя из этих соображений на XVII Генеральной конференции мер и весов в 1983 г. было принято новое определение метра. Метр — это длина пути проходимого в вакууме светом за 1/299792458 долю секунды. Внедрение в практику нового опреде­ления метра позволит создать у нас в стране единый комплекс государственных эталонов времени, частоты и длины, который от­кроет возможности значительного повышения точности линейно-угловых измерений, дальнейшего развития астрономии, геодезии и других областей науки.