Meter
| Einheit | |
|---|---|
| Norm | SI-Basiseinheit |
| Name | Meter |
| Größe | Länge |
| Einheitenzeichen | m |
| Formelzeichen | l |
| in SI-Einheiten | SI-Basiseinheit |
| Benannt nach | griech. métron, Maß |
Der Meter (v. griech.: μέτρον/métron = Maß, -messer) – laut Duden auch das Meter, in der Schweiz und Österreich immer der Meter – ist die SI-Basiseinheit der Länge. Das Einheitenzeichen des Meters lautet m und das Formelzeichen der Länge l.
Aktuelle Definition
Der Meter ist definiert als die Strecke, die das Licht im Vakuum in einer Zeit von 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt. Zur Umstellung von der Länge eines standardisierten Messstabes auf die zeitbasierte kam es, weil die Messung von Zeiten zwischenzeitlich wesentlich genauer erfolgt, als die Messung von Längen.
Frühere Meter-Definitionen
Der Definition des Meters gingen einige Vorschläge voraus, eine universelle Längeneinheit zu definieren, die nicht – wie damals oft üblich – von den Abmessungen der Gliedmaßen des jeweiligen Herrschers abgeleitet war. So schlug der Abt Jean Picard 1668 als Längeneinheit das Sekundenpendel vor - also die Länge jenes Pendels , das eine halbe Periodendauer von einer Sekunde hat. Im Schwerefeld von Europa hätte ein solches Pendel die Länge von 0,994 m und käme damit 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 (katholischer Meter).
Die entscheidenden Schritte für eine internationale Längeneinheit setzte die Pariser Akademie im Laufe des 18. Jahrhunderts. Sie entsandte um 1735 zwei Expeditionen zur Gradmessung nach Peru und Lappland, um die genaue Erdfigur festzustellen. Im Jahr 1793 wurde das Meter dann als der 10-millionste Teil des Erdquadranten auf dem Meridian von Paris festgelegt - also auf den zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Pol zum Äquator - was auf immerhin 0,02 Prozent genau gelang. Ein Prototyp dieses Meters wurde 1795 in Messing gegossen, und schließlich 1799 als Urmeter im Edelmetall Platin. Zur Bestimmung der Länge des Urmeters dienten die Ergebnisse der von Delambre und Méchain zwischen 1792 und 1799 vorgenommenen Vermessung des Meridianbogens zwischen Dünkirchen und Barcelona, kombiniert mit den Peru-Lappland-Resultaten. Im 19. Jahrhundert kamen allerdings genauere Vermessungen der Erde zum Ergebnis, dass das Urmeter ein wenig zu kurz geraten war.
1889 wurde vom zwischenzeitlich gegründeten BIPM ein neuer Standard eingeführt. Dazu wurde der internationale Meterprototyp angefertigt, ein Stab mit kreuzförmigem Querschnitt aus einer Platin-Iridium-Legierung im Verhältnis 90:10 und ein Meter wurde festgelegt als der Abstand der Mittelstriche zweier Strichgruppen bei einer Temperatur von 0 °C. Damit richtete sich das Meter nicht mehr nach der Vermessung der Erde. Kopien dieses Meterprototyps wurden an die Eichinstitute in vielen Ländern vergeben.
1960 wurde die Definition noch wesentlich genauer, indem man sie mittels Laborphysik absicherte: Von 1960 bis 1983 war ein Meter das 1.650.763,73-fache der Wellenlänge jener sich im Vakuum ausbreitenden Strahlung, die von Atomen des Nuklids Krypton-86 beim Übergang vom Zustand 5d5 zum Zustand 2p10 ausgesandt wird.
Seit 1983 wird das Meter als die Strecke definiert, die das Licht im Vakuum in einer Zeit von 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt. Der Grund für diese Neudefinition ist, dass mittlerweile die Zeit (mit Atomuhren) viel genauer messbar ist als Strecken. Dies hat auch zur Folge, dass die Lichtgeschwindigkeit nun nicht mehr gemessen werden muss, sondern als Konstante festgelegt ist mit 299.792.458 m/s.
Vielfache und Bruchteile
Im folgenden werden einige Beispiele für verschiedene Längen beschrieben. Zu den Vorsilben siehe auch die Liste der Vorsilben für Maßeinheiten.
Bekannte
Kilometer
Ein Kilometer, abgekürzt km, entspricht 1.000 Metern: 1 km = 103 m.
Dezimeter
Ein Dezimeter, abgekürzt dm, entspricht dem Zehntel eines Meters oder 0,1 m.
Zentimeter
Ein Zentimeter (veraltet auch Centimeter), abgekürzt cm, entspricht dem Hundertstel eines Meters: 1 cm = 10-2 m oder 0,01 m. Ein Zentimeter entspricht ebenfalls dem Zehntel eines Dezimeters: 1 cm = 0,1 dm.
Der Zentimeter ist die cgs-Einheit der Länge. Siehe auch: inch
Millimeter
Ein Millimeter, abgekürzt mm, entspricht dem Tausendstel eines Meters: 1 mm = 10-3 m oder 0,001 m.
Mikrometer
Ein Mikrometer (veraltet auch Mikron, oder My nach dem griechischen Buchstaben µ), abgekürzt µm, entspricht dem Millionstel eines Meters: 1 µm = 10-6 m = 0,000 001 m. Oder 1 µm = 10-3 mm, also ein Tausendstel Millimeter.
My bezeichnet darüber hinaus im umgangssprachlichen Gebrauch oft kleinste Längen, die gerade noch erkennbar sind, obwohl ein Mikrometer eigentlich nicht mit freiem Auge wahrgenommen werden kann.
Die Messschraube, ein Längenmessgerät, wird wegen ihrer Genauigkeit oft Mikrometerschraube oder kurz Mikrometer genannt.
Nanometer
Ein Nanometer, abgekürzt nm, entspricht dem Milliardstel eines Meters: 1 nm = 10-9 m. Oder 1 nm = 10-6 mm, also ein Millionstel Millimeter.
Ein Nanometer entspricht in einem Stück Metall ungefähr einer Strecke von vier benachbarten Atomen. Die kleinsten mit einem Lichtmikroskop erkennbaren Strukturen sind etwa 500 nm groß. Zur Untersuchung von Strukturen unterhalb von 500 nm verwendet man Rasterelektronenmikroskope, Rastertunnelmikroskope oder Rasterkraftmikroskope.
Siehe auch: Nanotechnologie
Weniger bekannte
Pikometer
Ein Pikometer (veraltet auch Picometer), abgekürzt pm, entspricht dem Billionstel eines Meters: 1 pm = 10-12 m.
Der Pikometer ist geeignet für Messungen innerhalb der Atomhüllen. Ein Atom hat einen Durchmesser zwischen 50 und 600 pm. Der Durchmesser eines Atomkerns liegt um 0,01 pm. 100 pm = 1 Ångström.
Femtometer
Ein Femtometer (Einheitenzeichen: fm), ist das Billiardstel eines Meter:und ein Billionstel von einem Millimeter 1 fm = 10-15 m.
Der Femtometer wird in der Atom- und Kernphysik auch als Fermi bezeichnet; seine Verwendung führt zu übersichtlichen Zahlenwerten bei der Angabe von Atomkern-Durchmessern. Denn der Durchmesser eines Atomkerns beträgt etwa 10 fm. Protonen und Neutronen haben einen Durchmesser von etwa 1,6 fm . Die kleinsten Atomradien messen 51000 fm = 51 pm.
Myriameter
Ein Myriameter entspricht 10.000 Meter. Die Maßeinheit Myriameter wurde zum Beispiel im sächsischen Eisenbahnbau und zur Kilometrierung des Rheins verwendet. Sowohl am Rhein wie etwa auch an der heute stillgelegten Trasse der Windbergbahn finden sich noch erhaltene Myriametersteine.
Hektometer
Ein Hektometer (Einheitszeichen: hm) entspricht 100 Meter. Diese Maßeinheit wird im Artilleriewesen für die Waffenreichweite (Schussweite) verwendet.
