Meter
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| Einheit | |
|---|---|
| Norm | SI-Einheitensystem |
| Einheitenname | Meter |
| Einheitenzeichen | m |
| Beschriebene Größe(n) | Länge; Breite; Höhe, Tiefe; Dicke, Schichtdicke; Radius, Abstand; Durchmesser |
| Größensymbol(e) | l, s, b, h, d, r etc. |
| Dimensionsname | Länge |
| Dimensionssymbol | L |
| In SI-Einheiten | SI-Basiseinheit |
| In CGS-Einheiten | 1 m = 102 cm |
| In Planck-Einheiten | 1 m = 6,3·1034 |
| Benannt nach | griech. métron, Maß |
Der oder das Meter[1] ist die SI-Basiseinheit der Länge. Das Einheitenzeichen des Meters ist der Kleinbuchstabe „m“. Für dezimale Vielfache und Teile des Meters gelten die internationalen Vorsätze für Maßeinheiten.
Die Bezeichnung Meter leitet sich vom griechischen Wort μέτρον (métron) für „Maß“ ab.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Geschichtliches zur Festlegung des Meters
Die Längeneinheit Meter ist seit Ende des 18. Jahrhunderts in Gebrauch. Der Ursprung dieser Längeneinheit ist der Beschluss der französischen Nationalversammlung, ein einheitliches Längenmaß zu definieren.
Der heutigen Definition des Meters gingen einige Vorschläge für die Definition einer universellen Längeneinheit voraus, die nicht – wie vorher oft üblich – von der Länge menschlicher Gliedmaßen (Fuß, Elle) abgeleitet war. So schlug der Abt Jean Picard 1668 als Längeneinheit das Sekundenpendel vor – also die Länge eines Pendels, das eine halbe Periodendauer von einer Sekunde hat. Im Schwerefeld von Europa hätte ein solches Pendel die Länge von etwa 0,994 m und käme der heutigen Definition eines Meters ziemlich nahe. Der Begriff Meter für diese Längeneinheit wurde bereits 1675 von Tito Livio Burattini verwendet. Er bezeichnete die Länge des Sekundenpendels als Metro Cattolico (allgemeines Maß; „Cattolico“ hier in der griechischen Grundbedeutung von καθολικος, das Ganze betreffend, allgemeingültig).
Maßgebend für eine internationale Längeneinheit wurde jedoch nicht das Sekundenpendel, sondern die Erdfigur. 1735 entsandte die Pariser Akademie zwei Expeditionen zur Gradmessung nach Peru und Lappland, um die genauen Abmessungen der Erde festzustellen. Im Jahr 1793 setzte der französische Nationalkonvent – neben einem neuen Kalender – auch ein neues Längenmaß fest: Der Meter sollte den 10-millionsten Teil des Erdquadranten auf dem Meridian von Paris betragen – also den zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Pol zum Äquator. Ein Prototyp dieses Meters wurde 1795 in Messing gegossen. Er erwies sich später als außerordentlich genau – gemessen am gesteckten Ziel war er nur 0,013 % oder 0,13 Millimeter zu lang.
Zwischen 1792 und 1799 bestimmten Delambre und Méchain die Länge des Meridianbogens zwischen Dünkirchen und Barcelona. Aus einer Kombination mit den Peru-Lappland-Resultaten ergab sich ein neuer Wert, der 1799 für verbindlich erklärt und als ein Platinstab, das Urmeter realisiert wurde. Im 19. Jahrhundert kamen allerdings genauere Vermessungen der Erde zum Ergebnis, dass das Urmeter etwa 0,02 % zu kurz geraten war. Dennoch wurde an dem 1799 definierten Meter festgehalten – mit dem Ergebnis, dass der Erdmeridianquadrant nicht 10.000, sondern 10.001,966 km lang ist. Das Meter richtete sich nicht mehr nach der Vermessung der Erde, sondern entsprach nun – bis 1960 – der Länge eines konkreten Gegenstands. Alle späteren Definitionen hatten das Ziel, die Länge des Urmeters präziser zu realisieren.
1889 wurde vom BIPM der internationale Meterprototyp eingeführt; es ist ein Stab mit kreuzförmigem Querschnitt aus einer Platin-Iridium-Legierung im Verhältnis 90:10. Die Länge des Meters wurde festgelegt als der Abstand der Mittelstriche zweier Strichgruppen bei einer Temperatur von 0 °C. Kopien dieses Meterprototyps wurden an die Eichinstitute in vielen Ländern vergeben.
Obgleich bei der Herstellung des Meterprototyps größter Wert auf Haltbarkeit und Unveränderbarkeit gelegt worden war, war doch klar, dass er grundsätzlich vergänglich ist. Auch gab es keine einfache Möglichkeit, die Übereinstimmung der verwendeten Längeneinheit mit dem Urmeter in einem beliebigen physikalischen Labor sofort zu überprüfen.
Um dem Abhilfe zu schaffen, wurde 1960 festgelegt: Ein Meter ist das 1.650.763,73-fache der Wellenlänge der von Atomen des Nuklids 86Kr beim Übergang vom Zustand 5d5 zum Zustand 2p10 ausgesandten, sich im Vakuum ausbreitenden Strahlung. Das Verständnis dieser Definition setzt Kenntnisse in Atomphysik voraus. Waren diese und die nötige Ausrüstung vorhanden, so konnte die Länge von einem Meter damit aber an jeder beliebigen Stelle des Weltalls reproduziert werden. Der Zahlenwert (1.650.763,73) wurde dabei so gewählt, dass das Ergebnis dem bis 1960 gültigen Meter mit denkbar größter Genauigkeit entsprach.
[Bearbeiten] Einführung des Meters als einheitliches Längenmaß in Deutschland
Deutschland trat 1872 der Internationalen Meterkonvention, welche in Frankreich gegründet wurde, bei. im selbigen Jahr wurde das Meter auch als einheitliches Längenmaß im Deutschen Reich eingeführt. 1889 erhielten die damals 27 beteiligten Staaten jeweils eine Kopie des Urmeters. Das Deutsche Reich bekam - durch Los entschieden - die Kopie Nummer 18, die sich heute in Berlin befindet.
[Bearbeiten] Alte Definition
Nach Messungen der Franzosen Delambre und Mechain Ende des 18. Jahrhunderts wurde das Meter als 10.000.000ster Teil des Erdmeridianquadranten, welcher durch Paris verläuft, festgelegt.
Vereinfacht definiert stellt das Meter den 40.000.000sten Teil des Erdumfangs dar. Dies war – mit den damaligen Möglichkeiten und Aufgaben verglichen – eine ausreichend genaue Angabe.
[Bearbeiten] Aktuelle Definition
Nachdem die Definition der Sekunde (SI-Einheit der Zeit) als atomares Zeitnormal gelang, und wegen der extrem großen Bedeutung der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (c0) für die Physik, ging man auf der 17. Generalkonferenz für Maße und Gewichte (kurz CGPM) am 20. Oktober 1983[2] einen neuen Weg. Man legte die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum auf 299.792.458 m/s fest und definierte demzufolge ein Meter als „die Strecke, die das Licht im Vakuum in einer Zeit von 1 / 299.792.458 Sekunde zurücklegt“. Statt auf einer aufzubewahrenden Maßverkörperung („Prototyp“ wie beim Kilogramm) beruht die Definition des Meters auf einer Zeitmessung. (DIN 1301 Teil 1)
Die Festlegung von c0 auf diesen Wert wurde schon acht Jahre früher – nämlich auf der 15. CGPM 1975 – empfohlen. Davor betrug der (nach CODATA 1973) allgemein empfohlene Schätzwert c0 = 299.792.458,0 (1,2) m/s und war demnach mit einer relativen Standardabweichung von 4·10−9 behaftet. Der Schätzwert der Länge, die das Licht im Vakuum in einer Sekunde zurücklegt, wurde auf ganze Meter gerundet und fixiert.
[Bearbeiten] Beispiele für die Verwendung des Meters
Aus dem Alltag sind bekannt
- Zentimeter (abgekürzt cm, 1 cm = 0,01 m oder 100 cm = 1 m)
- Millimeter (abgekürzt mm, 1 mm = 0,001 m oder 1000 mm = 1 m)
- Kilometer (abgekürzt km, 1 km = 1000 m)
[Bearbeiten] Vergleiche für Vielfache und Teile der Einheit
| Bezeichnung | Einheit | Meter | Anmerkungen und Beispiele |
|---|---|---|---|
| Petameter | Pm | 1015 m | Der untere Bereich interstellarer Entfernungen. Der sonnennächste Stern, Proxima Centauri, ist 40 Pm entfernt. |
| Terameter | Tm | 1012 m | Umlaufbahnen von solaren Planeten. Der Planet Neptun ist etwa 4,5 Tm von der Sonne entfernt. |
| Gigameter | Gm | 109 m | Die Sonne hat einen Durchmesser von etwa 1,4 Gm. |
| Mikrometer | µm | 10-6 m = 0,000.001 m | Entspricht einem Tausendstel Millimeter. Veraltete Bezeichnung: Mikron. Beispiel: Der Durchmesser eines menschlichen Haares liegt im Mittel bei etwa 70 µm. |
| Nanometer | nm | 10-9 m | Ein Nanometer entspricht in einem Stück Metall ungefähr einer Strecke von vier benachbarten Atomen oder ist ungefähr 70.000 mal dünner als ein menschliches Haar. Die mittlere Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt bei rund 550 nm. |
| Pikometer | pm | 10-12 m | Das Wasserstoffatom hat als kleinste atomare Einheit einen Atomradius von 37 pm. Große Atome besitzen Radien von über 200 pm. 100 pm (10-10m) entsprechen einem Ångström. |
| Femtometer | fm | 10-15 m | Atomkernradien werden in Femtometern angegeben (Größenordnung: 10 fm). Protonen und Neutronen haben einen Durchmesser von etwa 1,6 fm. Früher auch nach dem italienischen Physiker Enrico Fermi 1 Fermi genannt. Das Fermi ist in Deutschland keine gesetzliche Einheit im Messwesen. |
[Bearbeiten] Selten gebrauchte Vielfache und Teile
Das Dezimeter (abgekürzt dm, entspricht 0,1 m = 10 cm) wird meist nur bei der Volumenangabe benutzt: 1 Liter = 1 dm³.
Das Dekameter (abgekürzt dam oder Dm, entspricht 10 m) wird in der Meteorologie für Höhenangaben verwendet und ist der Namensgeber für die im Kurzwellenfunk üblichen Dekameterwellen. Anfang des 20. Jahrhunderts findet sich die Bezeichnung „Kette“ als Synonym für Dekameter.
In Hektometer (abgekürzt hm, entspricht 100 m) werden oft die Waffenreichweiten (Schussweite) im Artilleriewesen gemessen. Die Abteilungszeichen der Eisenbahn werden auch Hektometertafeln bzw. -steine genannt.
Myriameter (entspricht 10.000 m) wurden zum Beispiel im sächsischen Eisenbahnbau und zur Kilometrierung des Rheins verwendet. Sowohl am Rhein wie etwa auch an der inzwischen stillgelegten Trasse der Windbergbahn finden sich noch Myriametersteine. In Deutschland war das Myriameter niemals eine gesetzliche Einheit, in Frankreich war der Vorsatz myria bis etwa 1960 genormt. An der alten österreichisch-italienischen Grenze in Pontebba steht noch ein Myriameterstein mit der Entfernungsangabe IX 3/10 Myriameter von Klagenfurt sowie XII 1/4 Meilen von Klagenfurt (entspricht österr.-ungar. Postmeilen).
Die Bildung Megameter (abgekürzt Mm, entspricht 1000 km oder einer Million Meter) ist unüblich.
[Bearbeiten] Siehe auch
[Bearbeiten] Literatur
- Johannes Hoppe-Blank: Vom metrischen System zum Internationalen Einheitensystem. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig 1975 (Bericht PTB-ATWD-5).
- Schütze, Engler, Weber: "Lehrbuch Vermessung-Grundwissen",2.Auflage, Weber-Verlags GbR 2007, Dresden
[Bearbeiten] Anmerkungen
- ↑ In der Schweiz nur der Meter; nach DIN-Norm DIN 1301-1:2002-10 nur das Meter
- ↑ „New York Times” vom 1. November 1983
[Bearbeiten] Weblinks
Wiktionary: Meter – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik
