2010年8月2日 星期一

1公尺的歷史

一公尺到底有多長,公尺又是怎麼來的呢?
首先運用的方式是秒擺,也就是一秒從最左邊晃動到最右邊的擺長 即擺動週期為兩秒的長度 根據T=2π√(L/g) ,假設擺長為x
2=2π√(x/9.8),x≒1公尺

不過重力加速度g會隨著緯度高度等因素改變,科學家也有自我本位,所以每個人訂的緯度不一,造成長度也不一
於是推出第二方案-1792法國科學院訂定從北極到赤道長度的1/10000000為標準
那這標準要經過哪一條線呢?法國定的當然是經過法國囉,想到法國就想到巴黎
巴黎剛好有條巴黎子午線,所以以這條線為主

兩位天文學家就出發測量了
一位是德朗伯(Jean Baptiste Joseph Delambre),他從巴黎出發往北到敦克爾克
另一位是梅杉(Pierre Méchain),他從巴黎出發往南到巴塞隆納

到底敦克爾克到巴塞隆納距離有多遠呢?我們從圖來看看
1公尺測量
他有這麼遠~ 還是不知道多遠嗎?
敦克爾克到巴塞隆納
開車只要12小時13分鐘就可以了,路程是1329公里約3個台灣左右,一點都不遠吧.....才怪!
他們當時搭的是馬車不是汽車歐 而且那時候法國又動盪不堪,所以他們完成整個測量也沒花多
少時間啦
總共就孩子懷孕到升二年級....七年而已,如果出發時受孕的話回家小孩都可以背九九乘法念ABC了

(這裡有個小插曲,我在找Google地圖時如果選擇行人他會叫我跳海..不是啦 是搭船,總共要7天,現代還是快的多)
看起來往北走的德朗伯比較開心吧,因為他只要走300公里左右,不過他差點走到一半上斷頭台被砍了
而往南走的梅杉大概要走800多公里,還經過數據的折磨,最後才推算出1公尺的長度
(反思:其實他們走的一定不是直線距離,應該有翻山越頂等,所以測量出來的數據要經過很多整理運算才能算出來,不像現在Google衛星都可以幫你算好,科技真是太神奇了,而堅忍不拔的毅力更是可怕的東西)

而那時對北極-赤道(此處為誤殖20100920修改)敦克爾克-巴塞隆納這條線的測量結果跟實際誤差大概只有2公里,也就是每1公尺誤差約為0.2公厘,實在是相當厲害
這長度作成一支純鉑做的標準公尺棒,作為公尺的標準 (還沒測的前一代是黃銅標準棒)

這實在是跟魔戒遠征隊有異曲同工之妙阿
而標準公尺棒就由1795黃銅->1799純鉑->1889鉑銥合金棒(90%鉑和10%銥)做成,當他們在0度C的長度即為標準的一公尺
後來1961年改成較穩定的光波長為標準,以氪86原子波長(橘紅色光)的1650763.73 倍為一公尺
當雷射光發明後,於1983改以光在真空中進行299992458分之一秒所走的距離為一公尺

每想到小小一公尺,有那麼多坎坷的歷史
參考資料:
1.維基百科-公尺
2.前人的足跡-
1公尺怎麼定義的
3.行政院國家科學委員會-一公尺有多長
4.萬物的尺度書摘
5.萬物的尺度心得-頁邊雜記

2 則留言:

  1. 我不懂,從巴塞隆納到敦克爾克,和「北極到赤道長度的1/10000000」,兩者之間有什麼關係呢?

    回覆刪除
  2. 他們要測量這條經線的精確長度,據以推測地球四分之一經線的長度,接著計算出千萬分之一的「公尺」究竟是多長
    可能是先精算這小段的準確弧長,然後推算整個弧長,尺度大一些會比其他估算方式準確誤差減少吧

    回覆刪除