長度計量基準

歷史發展

18世紀以前

世界各國各自規定長度單位，很不統一。18世紀末，法國科學院受法國國民議會委託，提出“米制”概念。它將通過巴黎天文台的地球子午線長度的四千萬分之一定義為“米”。

1792～1798年

在西班牙的巴塞隆納和法國的敦刻爾克間進行三角測量，得出通過巴黎天文台的地球子午線從赤道到地極點的距離，並以它的千萬分之一（相當於地球子午線的四千萬分之一）作為一米的長度，於1799年用鉑金製成橫截面積為25.3×4.05毫米的矩形端面基準米尺，米尺兩端面間的距離即為一米。它保存在法蘭西共和國檔案局，所以稱為“檔案米尺”，又稱，“阿希夫米尺”。

由於阿希夫米尺的本身和復現精確度都不高，1875年有20個國家參加的國際米制會議上決定，成立國際計量局並製造基準米尺。1888年，國際計量局從30根用鉑銥合金製成的尺子中選出與阿希夫米尺長度最接近的第六號米尺作為國際基準，此即“國際基準米尺”。其復現精確度可以達到千萬分之一。

1889年

第一屆國際計量大會正式承認並重新把“米”定義為：“在零攝氏度時，保存在國際計量局中的鉑銥米尺的兩中間刻線間的距離。”從此，“米”的定義由端面距離轉為刻線間距離。

但用刻線間距離來定義米也有缺點，如刻線質量和材質穩定性等都會影響其尺寸穩定性和復現精確度的提高，而且一旦毀壞，就再也無法復現。

1893年

美國物理學家邁克耳遜等用鎘紅線光波波長與鉑銥基準米尺對比，從而提供了用光波波長作為長度基準的可能性。1895年，第二屆國際計量大會確認鎘紅線光波波長為“米”定義的旁證。在1927年第七屆國際計量大會上，決定將鎘紅線在溫度為15℃，大氣壓力為101325帕和二氧化碳含量為0.03%的乾燥空氣中的波長0.64384696微米，作為米的旁證基準，即1米=1553164.13個旁證基準，而以國際基準米尺復現“米”的定義仍繼續保持不變。

1950年以後

由於同位素光譜光源的發展，出現了一些復現精確度高、單色性好的光源。這導致1960年的第十一屆國際計量大會通過以“氪-86的輻射光波長定義“米”的決定。這個“米”的定義是：“長度米等於氪-86原子在2P₁₀和5D₅能級之間躍遷時，其輻射光在真空中的波長的1650763.73倍。”同時宣布廢除1889年確定的米定義和國際基準米尺。這樣“米”在規定的物理條件下在任何地點都可以復現，所以也有稱之為自然基準的，其復現精確度可達二億五千萬分之一。

1960年出現了雷射，由於它具有良好的單色性和復現精確度，導致1983年通過新的米定義，和宣布廢除以氪-86輻射光波長定義“米”的決定。

在1983年10月召開的第十七屆國際計量大會上，通過了現行“米”的定義：米是“光在真空中1/299792458秒的時間間隔內所行進路程的長度”。

現行定義

現行“米”定義的特點是，定義本身與復現方法分開，長度基準不再是某一種規定的長度或輻射波長，但它可以通過一些輻射波長或頻率來復現。因此“米”的復現精確度不再受米定義的限制,它將隨著科學技術的發展而相應地提高。