История счетчика - History of the metre

Раннее определение метр была одна десятимиллионная расстояния от Северный полюс к экватор, измеренный по меридиан через Париж.

В история счетчика начинается с научная революция это началось с Николай Коперник в 1543 году. Требовались все более точные измерения, и ученые искали меры, которые были универсальными и могли бы основываться на природных явлениях, а не на королевском указе или физических прототипах. Вместо того, чтобы использовать различные сложные системы деления, они также предпочли десятичную систему, чтобы облегчить свои вычисления.

С французская революция (1789 г.) возникло желание заменить многие черты Ancien Régime, включая традиционные единицы измерения. В качестве базовой единицы длины многие ученые предпочитали секундный маятник (маятник с полупериодом в одну секунду) столетием раньше, но это было отвергнуто, поскольку было обнаружено, что он варьируется от места к месту с местной гравитацией и может дополнять измерения дуги меридиана в определении фигура Земли. Новая единица длины, метр был введен - определяемый как одна десятимиллионная кратчайшего расстояния от Северного полюса до экватора проезжая через Париж, предполагая, что сплющивание из 1/334.

Однако для практических целей стандартный измеритель был доступен в виде платинового слитка, хранящегося в Париже. Это, в свою очередь, было заменено в 1889 году по инициативе Международная геодезическая ассоциация к тридцати платино-иридиевый бары хранятся по всему миру.[1] Сравнение новых прототипов счетчика между собой и с Комитетом счетчика (франц .: Mètre des Archives ) включал разработку специального измерительного оборудования и определение воспроизводимой шкалы температур.[2] Прогресс в науке, наконец, позволил дематериализовать определение метра, поэтому в 1960 году новое определение, основанное на определенном количестве длин волн света от определенного перехода в криптон-86 позволил стандарту стать универсальным путем измерения. В 1983 году он был обновлен до длины, определенной с точки зрения скорость света, который был изменен в 2019 году:[3]

Метр (символ m) - это единица измерения длины в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения скорость света в вакууме c быть 299792458 при выражении в единицах м⋅с−1, где второй определяется через частоту цезия ΔνCS.

В середине девятнадцатого века счетчик получил распространение во всем мире, особенно в научных целях, и был официально установлен в качестве международной единицы измерения. Метр Соглашение 1875 года. Там, где все еще используются старые традиционные меры длины, теперь они определяются в единицах метра - например, площадка с 1959 года официально определяется как 0,9144 метра.[4]

Универсальная мера

Джованни Доменико Кассини

Стандартные меры длины в Европе разошлись после падения Каролингская империя (около 888): хотя меры могли быть стандартизированы в пределах данной юрисдикции (которая часто была немногим больше, чем один рыночный город), между регионами существовали многочисленные вариации мер. Действительно, поскольку меры часто использовались в качестве основы для налогообложения (например, ткани), использование конкретной меры было связано с суверенитетом данного правителя и часто диктовалось законом.[4][5]

Тем не менее, с ростом научной активности в 17 веке появились призывы к введению стандартной меры.[6] или же "метро Cattolico"(как итальянский Тито Ливио Бураттини сказал [7]), который будет основан на природных явлениях, а не на королевском указе, и также будет десятичный вместо использования различных систем подразделения, часто двенадцатеричный, сосуществовавшие в то время.

В 1645 г. Джованни Баттиста Риччоли был первым, кто определил длину "секундный маятник "(а маятник с полупериодом в один второй ). В 1671 г. Жан Пикар измерил длину «секундного маятника» на Парижская обсерватория. Он обнаружил ценность 440,5 строк Туаза Шатле, который был недавно обновлен. Он предложил универсальный туаз (французский: Toise universelle), который был вдвое длиннее секундного маятника. Однако вскоре было обнаружено, что длина секундного маятника варьируется от места к месту: французский астроном Жан Рише измерили разницу в длине на 0,3% между Cayenne (во Французской Гвиане) и Париже.[6][8][9][10][11][12][13]

Жан Рише и Джованни Доменико Кассини измерил параллакс Марса между Парижем и Cayenne в Французская Гвиана когда Марс был ближе всего к Земле в 1672 году. Они пришли к цифре для солнечного параллакса в 9,5 угловых секунд,[Примечание 1] эквивалентно расстоянию от Земли до Солнца примерно в 22 000 земных радиусов.[Заметка 2] Они также были первыми астрономами, получившими доступ к точному и надежному значению радиус Земли, который был измерен их коллегой Жан Пикар в 1669 г. как 3269 тыс. туаз. Исаак Ньютон использовал это измерение для установления своего закон всемирного тяготения.[15] Геодезические наблюдения Пикарда ограничивались определением величины Земли, считающейся сферой, но открытие, сделанное Жаном Ришером, привлекло внимание математиков к ее отклонению от сферической формы. Определение фигура земли стало проблемой наивысшей важности в астрономии, поскольку диаметр Земли был единицей измерения всех небесных расстояний.[6][16][17][18][19][20][21]

Французской основной единицей длины была Туаз Парижа эталоном которого был Туаз Шатле, который был установлен за пределами Большого Шатле в Париже с 1668 по 1776 год. В 1735 году два геодезических эталона были откалиброваны по Туазу Шатле. Один из них, Туаз Перу, использовался для Испано-французская геодезическая миссия. В 1766 году туаз Перу стал официальным стандартом Toise во Франции и был переименован в Туаз Академия (Французский: Toise de l'Académie).[22]

В своей знаменитой работе «Теория фигуры Земли», основанной на Принципах гидростатики, опубликованной в 1743 году, Алексис Клод Клеро синтезировал отношения, существующие между гравитацией и формой Земли. Клеро выставил там свое теорема который установил отношения между сила тяжести измерены на разных широтах, а уплощение Земли рассматривается как сфероид состоит из концентрических слоев переменной плотности. К концу 18-го века геодезисты пытались согласовать значения сглаживания, полученные из измерений дуг меридианов, со значениями сфероида Клеро, полученными из измерения силы тяжести. В 1789 году Пьер-Симон де Лаплас вычислением с учетом мер меридиональных дуг, известных в то время, получил сглаживание 1/279. Гравиметрия дал ему сплющивание 1/359. Адриан-Мари Лежандр тем временем обнаружил сплющивание 1/305. Комиссия мер и весов примет в 1799 году сглаживание 1/334, объединив дугу Перу и данные меридиана Деламбра и Мешена.[23][24][25]

Англо-французский обзор (1784–1790)

Геодезические изыскания нашли практическое применение в Французская картография и в Англо-французский обзор, целью которого было подключение Париж и Гринвич Обсерваторий и привели к Основная триангуляция Великобритании.[26][27] Единицей длины, используемой французами, была Туаз де Пари, который был разделен на шесть ноги.[28] Английская единица длины была площадка, который стал геодезической единицей, используемой в британская империя.[29][30]

Несмотря на научные успехи в области геодезия До Французской революции 1789 года в установлении «универсальной меры» не было достигнуто большого практического прогресса. На Францию ​​особенно повлияло распространение мер длины, и необходимость реформы была широко принята всеми политическими точками зрения, даже если это необходимо толчок революции, чтобы осуществить это. Талейран возродил идею секундного маятника перед Учредительным собранием в 1790 году, предложив определить новую меру на 45 ° северной широты (широта, которая во Франции проходит к северу от Бордо и к югу от Гренобля): несмотря на поддержку Собрание, из предложения Талейрана ничего не вышло.[5][Заметка 3]

Меридиональное определение

Смотрите также: Метр § Меридиональное определение, Окружность Земли § Историческое использование в определении единиц измерения, и Дуга меридиана § История измерений
Колокольня, Дюнкерк - северная оконечность дуга меридиана
Повторяющийся круг

Вопрос о реформе измерений был передан в руки Академия Наук, который назначил комиссию под председательством Жан-Шарль де Борда. Борда был ярым сторонником десятичное представление: он изобрел "повторяющийся круг ", геодезический инструмент, который позволил значительно повысить точность измерения углов между ориентирами, но настаивал на его калибровке в"оценки " (​1⁄100 четверти круга), а не градусы, с 100 минут до оценка и от 100 секунд до минуты.[31] Борда считал, что маятник секунд был плохим выбором для стандарта, потому что существующая секунда (как единица времени) не была частью предложенного десятичная система измерения времени - система отсчета 10 часов в день, 100 минут в часе и 100 секунд в минуте - введена в 1793 году.

Вместо метода секундного маятника комиссия, в состав которой входили Лагранж, Лаплас, Monge и Кондорсе - решили, что новая мера должна быть равна одной десятимиллионной расстояния от Северного полюса до экватора ( квадрант окружности Земли), измеренная по меридиан проезжая через Париж.[5] Помимо очевидного рассмотрения безопасного доступа для французских геодезистов, Парижский меридиан был также разумным выбором по научным причинам: часть квадранта от Дюнкерк к Барселона (около 1000 км, или одна десятая от общего количества) можно было исследовать с начальной и конечной точками на уровне моря, и эта часть находилась примерно в середине квадранта, где влияние земных сжатие ожидалось, что они будут самыми большими.[5] В Испано-французская геодезическая миссия подтвердили, что ускорение тела у поверхности Земли происходит из-за комбинированного воздействия сила тяжести и центробежное ускорение. Действительно, теперь мы знаем, что результирующее ускорение по направлению к земле примерно на 0,5% больше на полюсах, чем на экваторе. Отсюда следует, что полярный диаметр Земли меньше ее экваториального диаметра. В Академия Наук планировал вывести сплющивание Земли из разности длин меридиональных участков, соответствующих одному степень из широта и вариации ускорения свободного падения (см. Теорема Клеро ). Жан-Батист Биот и Франсуа Араго опубликовали в 1821 году свои наблюдения, дополняющие наблюдения Деламбра и Мешена. Это был отчет об изменении длины градуса широты вдоль парижского меридиана, а также об изменении длины секундный маятник длина по тому же меридиану. Длина секундного маятника была средством измерения грамм, местное ускорение, возникающее в результате комбинации местного гравитационного и центробежного ускорения, которое изменяется в зависимости от широта (видеть Земное притяжение ).[32][33][34][35][24][15][26][Примечание 4][Примечание 5]

Северный и южный участки меридиональной съемки встретились на Родезский собор, замеченный здесь, возвышающийся над горизонтом Родеза.

Задача исследования дуга меридиана Упасть Пьер Мешен и Жан-Батист Деламбр, и занял более шести лет (1792–1798). Технические трудности были не единственными проблемами, с которыми геодезисты столкнулись в период потрясений после революции: Мешен и Деламбр, а затем Араго, были заключены в тюрьму несколько раз во время своих исследований, а Мешен умер в 1804 г. желтая лихорадка, который он заключил, пытаясь улучшить свои первоначальные результаты на севере Испании. Между тем, комиссия рассчитала предварительную стоимость на основе более старых опросов в 443,44.Lignes.[Примечание 6] Это значение было установлено законом 7 апреля 1795 года.[36]

Проект был разделен на две части - северный участок 742,7 км от колокольни, Дюнкерк до Родезский собор который обследован Деламбром и южный участок 333,0 км от Родез к Крепость Монжуик, Барселона, которую исследовал Méchain.[37][Примечание 7]

Крепость Монжуик - южный конец дуги меридиана

Деламбр использовал базовую линию около 10 км (6075,90 качать) в длину по прямой дороге между Мелун и Lieusaint. В ходе операции, продолжавшейся шесть недель, базовый уровень был точно измерен с помощью четырех платиновых стержней, каждый длиной два. качать (высота туаза около 1,949 м).[37] После этого он по возможности использовал точки триангуляции использован Кассини в его обзоре Франции 1744 года. Базовая линия Мешена такой же длины (6 006,25 качать), а также на прямом участке дороги между Верне (в Перпиньян область) и Сальцес (ныне Сальс-ле-Шато ).[38] Хотя сектор Мешена составлял половину длины Деламбра, он включал Пиренеи и до сих пор не исследованные части Испании. Международная комиссия в составе Габриэля Сискара, Жан-Батиста Деламбра, Пьера-Симона Лапласа, Адриан-Мари Лежандр, Пьер Мешен, Жан Анри ван Суинден и Иоганн Георг Траллес объединили результаты опроса с результатами Геодезическая миссия в Перу и нашел значение 1/334 для земного сплющивание. Затем они экстраполировали из измерения дуги парижского меридиана между Дюнкерком и Барселоной расстояние от Северный полюс к Экватор который был 5130740 туаз.[6][25] Как метр должно было быть равным одной десятимиллионной этого расстояния, оно было определено как 0,513074 качать или 3 ноги и 11,296 линии Туаз Перу.[22] Их результат составил 0,144.Lignes короче, чем предварительное значение, разница около 0,03%.[5]

Mètre des Archives

Копия «временного» счетчика, установленного в 1796–1797 гг., В стене дома по адресу 36 rue de Vaugirard, Париж. Эти счетчики были основаны на «предварительном» счетчике, потому что экспедиция по повторному определению счетчика завершилась только в 1798 году.[39]

Пока Мешен и Деламбр завершали свое исследование, комиссия заказала серию платина стержни должны быть сделаны на основе примерного метра. Когда был известен окончательный результат, была выбрана полоса, длина которой была наиболее близка к меридиональному определению метра, и 22 июня 1799 г. она была помещена в Национальный архив (4 мессидора An VII в Республиканский календарь ) как постоянную запись результата.[5] Эта стандартная измерительная планка стала известна как mètre des Archives.

В метрическая система, то есть система единиц измерения, основанная на метре, была официально принята во Франции 10 декабря 1799 года (19 frimaire An VIII) и стала единственной правовой системой мер и весов с 1801 года.[36] После восстановления Империи в 1812 году старые названия единиц длины были возрождены, но единицы измерения были переопределены с точки зрения метра: эта система была известна как mesures usuelles, и продолжалось до 1840 года, когда десятичная метрическая система снова стала единственной законной мерой.[5] Между тем, Нидерланды перешли на метрическую систему с 1816 года. Первой из нескольких стран, последовавших примеру Франции, Гельветическая Республика принял метр незадолго до его краха в 1803 году.[22][40]

Западная Европа-Африка Меридиан-дуга (Французский: Meridienne de France ): дуга меридиана, протянувшаяся от Шетландских островов через Великобританию, Францию ​​и Испанию до Эль-Агуата в Алжире, параметры которой были рассчитаны на основе съемок, проведенных в середине-конце 19 века. Это дало значение экваториального радиуса Земли. а = 6 377 935 метров, эллиптичность принята равной 1 / 299,15. Радиус кривизны этой дуги неоднороден, в среднем примерно на 600 метров больше в северной части, чем в южной. Изображен гринвичский меридиан, а не парижский.

По мере расширения опроса стало очевидно, что результат Мешена и Деламбра (443,296Lignes)[Примечание 6] был немного слишком коротким для меридионального определения измерителя. В то время как Обследование боеприпасов продлил британский обзор на север до Шетландские острова, Араго и Биот продлил исследование на юг в Испании до острова Форментера в западной части Средиземного моря (1806–1809) и обнаружил, что одна десятимиллионная часть квадранта Земли должна составлять 443.31Lignes: более поздние работы увеличили значение до 443,39Lignes.[5][15]

Некоторые думали, что основа метрической системы может быть подвергнута атаке, указав на некоторые ошибки, которые вкрались в измерения двух французских ученых. Мешан даже заметил неточность, которую не осмеливался признать. Луи Пюассан объявлен в 1836 году перед Французская Академия Наук что Деламбр и Мешен сделали ошибку при измерении дуги французского меридиана. Поскольку эта съемка также была частью основы для карты Франции, Антуан Ивон Вильярсо проверил с 1861 по 1866 год геодезические операции в восьми точках дуги меридиана. Затем были исправлены некоторые ошибки в работе Деламбра и Мешена.[41][42]

В 1866 г. на конференции Международная ассоциация геодезии в Невшатель Карлос Ибаньес и Ибаньес де Иберо объявила о вкладе Испании в измерение дуги французского меридиана. В 1870 г. Франсуа Перье отвечал за возобновление триангуляции между Дюнкерком и Барселоной. Этот новый обзор Дуга парижского меридиана, названный Западная Европа-Африка Меридиан-дуга Александр Росс Кларк, было предпринято во Франции и в Алжир под руководством Франсуа Перье с 1870 года до своей смерти в 1888 году. Жан-Антонен-Леон Бассо выполнил задачу в 1896 году. Согласно расчетам, сделанным в центральном бюро международной ассоциации по дуге большого меридиана, простирающейся от Шетландских островов через Великобританию, Францию ​​и От Испании до Эль-Агуата в Алжире, экваториальный радиус Земли составлял 6377935 метров, а эллиптичность принималась равной 1 / 299,15.[43][21][44] Современная ценность для WGS 84 эталонный сфероид с земным сплющивание из 1 /298.257223563, является 1.00019657 × 107 м для расстояния от Северного полюса до экватора.[Примечание 8]

WGS 84 средний радиус Земли: Экваториальный (а), полярный (б) и средние радиусы Земли, определенные в редакции Мировой геодезической системы 1984 года.

Более точное определение Фигура Земли возникла также в результате измерения Геодезическая дуга Струве (1816–1855) и дал бы другое значение для определения этого стандарта длины. Это не сделало измеритель недействительным, но подчеркнуло, что прогресс в науке позволит лучше измерить размер и форму Земли.[45] В mètre des Archives оставался юридическим и практическим стандартом для счетчика во Франции, даже когда стало известно, что он не совсем соответствует меридиональному определению. Когда было решено (в 1867 г.) создать новый метр международного стандарта, длина принималась равной длине mètre des Archives «в том состоянии, в котором он будет находиться».[46][47]

Одним из важных международных способов использования меридионального определения счетчика была первоначальная работа, проведенная Британская ассоциация развития науки (BA) на электрические блоки, которые должны были привести к Международная система электрических и магнитных единиц. Часто утверждалось, что международные электрические единицы образуют согласованный набор абсолютных единиц в система квадрант-одиннадцатый грамм-секунда (он же "Система QES " или же "Q.E.S. система "), где единицей длины был квадрант полярной окружности Земли, единицей массы была"одиннадцатый грамм "или 10−11 граммов, а единицей времени была второй.[48][49] Тем не менее точность абсолютных электрических измерений в конце девятнадцатого века была не такой, чтобы разница в 0,02% в определениях измерителя имела какое-либо практическое значение.[48]

В 1832 г. Карл Фридрих Гаусс изучил Магнитное поле Земли и предложил добавить второй к основным единицам метр и килограмм в виде Система CGS (сантиметр, грамм, второй). В 1836 году он основал Magnetischer Verein, первая международная научная ассоциация, в сотрудничестве с Александр фон Гумбольдт и Вильгельм Эдуард Вебер. Геофизика или изучение Земли с помощью физика предшествовал физике и способствовал развитию ее методов. Это был прежде всего естественная философия чьим объектом было изучение природных явлений, таких как магнитное поле Земли, молния и сила тяжести. Координация наблюдений за геофизическими явлениями в разных точках земного шара имела первостепенное значение и положила начало созданию первых международных научных ассоциаций. Основа Magnetischer Verein за ним последует Международная геодезическая ассоциация в Центральной Европе по инициативе Иоганн Якоб Байер в 1863 г., а также Международная метеорологическая организация в 1879 г.[50][51][52]

Начало прибрежных съемок в США.

Первоначальным агентством-предшественником Национальной геодезической службы было Обследование побережья США, созданный в Министерство финансов США по Закон Конгресса 10 февраля 1807 г. для проведения «Обзора побережья».[53][54] Обследование побережья, Правительство США первое научное агентство,[54] представляли интересы администрация из Президент Томас Джеферсон в науке и стимулировании международной торговли с помощью научных геодезия методы составления карты вод Соединенных Штатов и обеспечения их безопасности для судоходства. А Швейцарский иммигрант, обладающий опытом как в обследовании, так и в стандартизации веса и меры, Фердинанд Р. Хасслер, был выбран для проведения опроса.[55]

Хасслер представил план изыскательских работ с использованием триангуляция для обеспечения научной точности опросов, но международные отношения помешал новому Обзору побережья начать свою работу; то Закон об эмбарго 1807 г. практически остановил американскую зарубежную торговлю всего через месяц после назначения Хасслера и оставался в силе до тех пор, пока Джефферсон не покинул свой пост в марте 1809 года. Только в 1811 году преемник Джефферсона, президент Джеймс Мэдисон отправил Хасслера в Европа приобрести инструменты, необходимые для проведения планового обследования, а также стандартные меры и весы. Хасслер отбыл 29 августа 1811 г., но восемь месяцев спустя, когда он был в Англия, то Война 1812 года вспыхнул, вынудив его оставаться в Европе до ее завершения в 1815 году. Хасслер не вернулся в Соединенные Штаты до 16 августа 1815 года.[55]

Геодезические работы наконец начались в 1816 г., когда Хасслер начал работу в окрестностях г. Нью-Йорк. Первая базовая линия была измерена и подтверждена в 1817 году.[55] Единица длины, до которой измеряются все расстояния в Обследование побережья США будет передан был счетчик Комитета (французский: Mètre des Archives), из которых Фердинанд Рудольф Хасслер привезла копию в США в 1805 г..[29][56]

В 1835 году изобретение телеграфа. Сэмюэл Морс позволил новым достижениям в области геодезии как долготы были определены с большей точностью.[25] Более того, издание 1838 г. Фридрих Вильгельм Бессель С Gradmessung in Ostpreussen ознаменовал новую эру в геодезии. Здесь был найден способ наименьших квадратов применяется для вычисления сети треугольников и обработки наблюдений в целом. Систематический способ проведения всех наблюдений с целью получения окончательных результатов с максимальной точностью был восхитителен.[21] Для своего исследования Бессель использовал копию Туаз Перу, построенную в 1823 году Фортином в Париже.[30]

Заведующая почтовым отделением и телеграфистка. 1870 г.

В 1860 г. правительство России по настоянию Отто Вильгельм фон Струве предложили правительствам Бельгии, Франции, Пруссии и Англии соединить свои триангуляции, чтобы измерить длину дуги, параллельной 52 ° широты, и проверить точность фигуры и размеров Земли, полученные из измерений дуга меридиана. Для объединения измерений необходимо было сравнить геодезические стандарты длины, используемые в разных странах. Британское правительство предложило правительствам Франции, Бельгии, Пруссии, России, Индии, Австралии, Австрии, Испании, США и мыса Доброй Надежды прислать свои знамена. Обследование боеприпасов офис в Саутгемптоне. Примечательно, что геодезические стандарты Франции, Испании и США основывались на метрической системе, тогда как стандарты Пруссии, Бельгии и России калибровались по метрической системе. качать, из которых самым старым физическим представителем был Toise Перу. Туаз Перу был построен в 1735 году в качестве ориентира в Испано-французская геодезическая миссия, проводившийся на территории Эквадора с 1735 по 1744 год.[29][30]

В 1861 г. Иоганн Якоб Байер опубликовал отчет, в котором предлагалось, чтобы европейские страны сотрудничали в определении фигура Земли. В 1862 году, когда Дания, Саксен-Гота, Нидерланды, Россия (для Польши), Швейцария, Баден, Саксония, Италия, Австрия, Швеция, Норвегия, Бавария, Мекленбург, Ганновер и Бельгия решили участвовать, Туаз Бесселя был принят как международный. геодезический стандарт.[57][58]

Будучи предшественницей Европы, Испания приняла метр как геодезический стандарт.[43][59][60] В 1866 году Испания присоединилась к геодезической ассоциации и была представлена ​​Карлосом Ибаньесом и Ибаньесом де Иберо.[61] Он разработал геодезический эталон, откалиброванный по счетчику, который сравнивали с Туазом Борда (копия Туаза Перу, построенного Деламбром и Мешеном для измерения дуги меридиана Парижа), который служил модулем сравнения для измерение всех геодезических баз во Франции.[62][50] Копия испанского метрического геодезического стандарта была сделана для Египта. В 1863 году Ибаньес и Исмаил Эффенди Мустафа сравнили испанский стандарт с египетским стандартом в Мадрид.[60][63][64] Эти сравнения были важны из-за способности твердых материалов к расширению при повышении температуры, которая была продемонстрирована в 18 веке. Знаменитый французский физик и геодезист Пьер Бугер продемонстрировал свой эффект на большом собрании в Отель дез Инвалидов.[65] Действительно, один факт постоянно доминировал над всеми колебаниями представлений об измерении геодезических баз: это была постоянная забота о точной оценке температуры эталонов в полевых условиях; и определение этой переменной, от которой зависела длина инструмента измерения, всегда считалось геодезистами настолько сложным и настолько важным, что можно было почти сказать, что история измерительных инструментов почти идентична истории принятых мер предосторожности. чтобы избежать температурных ошибок.[63] Фердинанд Рудольф Хасслер использование измерителя в прибрежной съемке, что было аргументом в пользу введения Метрический закон 1866 г. разрешение на использование метра в Соединенных Штатах, вероятно, также сыграло роль в выборе метра в качестве международной научной единицы длины и предложении в 1867 г. Европейское измерение дуги (Немецкий: Europäische Gradmessung) «создать европейское международное бюро мер и весов».[66][30][29][43][57][67]

European Arc Measurement решила создать международный геодезический стандарт для измерения базовых линий на Генеральной конференции, состоявшейся в Париже в 1875 году.[68][69]

Гравиметр с вариантом маятника Репсольда-Бесселя.

Парижская конференция Европейское измерение дуги также имел дело с лучшим инструментом, который будет использоваться для определения силы тяжести. После подробного обсуждения, в котором американский ученый, Чарльз Сандерс Пирс, приняло участие, ассоциация решила в пользу маятника реверсирования, который использовался в Швейцарии, и было решено переделать в Берлине, на станции, где Фридрих Вильгельм Бессель сделал свои знаменитые измерения, определение силы тяжести с помощью различных устройств, используемых в разных странах, чтобы сравнить их и, таким образом, получить уравнение их шкал.[69]

Прогресс метрология в сочетании с теми из гравиметрия через улучшение Маятник Катера привел к новой эре геодезия. Если бы прецизионная метрология нуждалась в помощи геодезии, она не могла бы продолжать процветать без помощи метрологии. В самом деле, как выразить все измерения земных дуг как функцию одной единицы, а все определения силы тяжести с помощью маятник, если бы метрология не создала общую единицу, принятую и уважаемую всеми цивилизованными странами, и если бы, кроме того, не сравнивали с большой точностью с той же единицей все линейки для измерения геодезических баз и все стержни маятника, которые имели использовались до сих пор или будут использоваться в будущем? Только когда эта серия метрологических сравнений будет завершена с вероятной ошибкой в ​​одну тысячную миллиметра, геодезия сможет связать произведения разных народов друг с другом, а затем объявить результат измерения Земного шара.[70]

В обратимый маятник построенный братьями Репсольд, использовался в Швейцарии в 1865 г. Эмиль Плантамур для измерения силы тяжести на шести станциях швейцарской геодезической сети. Следуя примеру этой страны и под патронатом Международной геодезической ассоциации, Австрия, Бавария, Пруссия, Россия и Саксония провели определения силы тяжести на своих территориях. Как фигура Земли можно вывести из вариантов секундный маятник длина с широты, то Обследование побережья США указанное направление Чарльз Сандерс Пирс весной 1875 года отправиться в Европу с целью проведения экспериментов с маятником на главных начальных станциях для операций такого рода, чтобы привести определения сил гравитации в Америке в связь с определениями сил гравитации в других частях света; а также с целью тщательного изучения методов проведения этих исследований в разных странах Европы.[13][70][71]

В 1886 г. ассоциация сменила название на Международная геодезическая ассоциация (Немецкий: Internationale Erdmessung). После смерти Иоганн Якоб Байер, Карлос Ибаньес и Ибаньес де Иберо стал первым президентом Международная геодезическая ассоциация с 1887 г. до его смерти в 1891 г. В этот период Международная геодезическая ассоциация приобрела всемирное значение с присоединением к ней США, Мексики, Чили, Аргентины и Японии.[72][73][43]

Усилия по дополнению различных национальных геодезия системы, которые начались в 19 веке с основания Mitteleuropäische Gradmessung, в результате чего произошла серия глобальных эллипсоиды Земли (например, Helmert 1906, Хейфорд 1910/1924), что позже привело к разработке Мировая геодезическая система. В настоящее время практическая реализация счетчика возможна повсеместно благодаря атомные часы встроенный в Спутники GPS.[74][75][76]

Международный прототип счетчика

Макрофотография национальной прототипной измерительной планки № 27, изготовленной в 1889 г. Международное бюро мер и весов (BIPM) и передан в США, который служил стандартом для определения всех единиц длины в США с 1893 по 1960 год.

Интимные отношения, которые обязательно существовали между метрология и геодезия объясните, что Международная ассоциация геодезии, основанная для объединения и использования геодезических работ разных стран с целью достижения нового и более точного определения формы и размеров Земного шара, породила идею реформирования основ земного шара. метрическая система, расширяя его и делая его международным. Нет, как это ошибочно предполагалось в течение определенного времени, что Ассоциация имела ненаучную мысль об изменении длины метра, чтобы точно соответствовать его историческому определению в соответствии с новыми значениями, которые будут найдены для земного меридиана. Но, занятые объединением дуг, измеренных в разных странах, и соединением соседних триангуляций, геодезисты столкнулись в качестве одной из главных трудностей с досадной неопределенностью, которая царила над уравнениями используемых единиц длины. Адольф Хирш, Общий Baeyer и полковник Ибаньес решил, чтобы сделать все стандарты сопоставимыми, предложить Ассоциации выбрать счетчик для геодезической единицы и создать международный прототип счетчика, как можно меньше отличающийся от mètre des Archives.[59]

В 1867 году Европейское измерение дуги (нем.: Europäische Gradmessung ) призвал к созданию нового, международный прототип счетчика (IPM) и создание системы, в которой национальные стандарты могут быть сопоставлены с ней. Французское правительство оказало практическую поддержку созданию Международная Метрическая Комиссия, которые встречались в Париже в 1870 году и снова в 1872 году с участием около тридцати стран.[46] На заседании 12 октября Карлос Ибаньес и Ибаньес де Иберо был избран президентом Постоянного комитета Международной метрологической комиссии, который должен был стать Международный комитет мер и весов (ICWM).[46][47][57][77][78][Примечание 9]

В Метр Соглашение был подписан 20 мая 1875 г. в Париже и Международное бюро мер и весов был создан под руководством Международный комитет мер и весов. Президентство Карлоса Ибаньеса и Ибаньеса де Иберо было подтверждено на первом заседании Международного комитета мер и весов 19 апреля 1875 года. Три других члена комитета, немецкий астроном, Вильгельм Ферстер, швейцарские метеоролог и физик, Генрих фон Вильд представляющий Россию, и швейцарский геодезист немецкого происхождения Адольф Хирш также были в числе главных архитекторов Метрической конвенции.[50][79][80]

Признавая роль Франции в разработке метрической системы, BIPM базируется на Севр, недалеко от Парижа. Однако, как международная организация, BIPM находится под полным контролем дипломатической конференции, Conférence générale des poids et mesures (CGPM), а не французское правительство.[4][81]

В 1889 году Генеральная конференция по мерам и весам собралась в Севре, резиденции Международного бюро. Он совершил первый великий подвиг, продиктованный девизом, начертанным на фронтоне великолепного здания, то есть метрической системой: «A tous les temps, a tous les peuples"(На все времена, для всех народов); и этот акт заключался в утверждении и распространении среди правительств государств, поддерживающих Метрическую конвенцию, прототипов эталонов неизвестной до сих пор точности, предназначенных для распространения метрической единицы по всему миру.[65]

Для метрологии вопрос расширения был фундаментальным; as a matter of fact the temperature measuring error related to the length measurement in proportion to the expansibility of the standard and the constantly renewed efforts of metrologists to protect their measuring instruments against the interfering influence of temperature revealed clearly the importance they attached to the expansion-induced errors. It was common knowledge, for instance, that effective measurements were possible only inside a building, the rooms of which were well protected against the changes in outside temperature, and the very presence of the observer created an interference against which it was often necessary to take strict precautions. Thus, the Contracting States also received a collection of thermometers whose accuracy made it possible to ensure that of length measurements. The international prototype would also be a "line standard"; that is, the metre was defined as the distance between two lines marked on the bar, so avoiding the wear problems of end standards.[65]

The construction of the international prototype metre and the copies which were the national standards was at the limits of the technology of the time. The bars were made of a special alloy, 90% платина и 10%iridium, which was significantly harder than pure platinum, and have a special X-shaped cross section (a "Tresca section ", named after French engineer Henri Tresca ) to minimise the effects of torsional strain during length comparisons.[4] The first castings proved unsatisfactory, and the job was given to the London firm of Джонсон Мэтти who succeeded in producing thirty bars to the required specification. One of these, No. 6, was determined to be identical in length to the mètre des Archives, and was consecrated as the international prototype metre at the first meeting of the CGPM in 1889. The other bars, duly calibrated against the international prototype, were distributed to the signatory nations of the Metre Convention for use as national standards.[47] For example, the United States received No. 27 with a calibrated length of 0.9999984 m ± 0.2 μm (1.6 μm short of the international prototype).[82]

The comparison of the new prototypes of the metre with each other and with the Committee metre (French: Mètre des Archives ) involved the development of a special measuring equipment and the definition of a reproducible temperature scale.[2] The first (and only) follow-up comparison of the national standards with the international prototype was carried out between 1921 and 1936,[4][47] and indicated that the definition of the metre was preserved to within 0.2 μm.[83] At this time, it was decided that a more formal definition of the metre was required (the 1889 decision had said merely that the "prototype, at the temperature of melting ice, shall henceforth represent the metric unit of length"), and this was agreed at the 7th CGPM in 1927.[84]

The unit of length is the metre, defined by the distance, at 0°, between the axes of the two central lines marked on the bar of platinum–iridium kept at the Bureau International des Poids et Mesures and declared Prototype of the metre by the 1st Conférence Générale des Poids et Mesures, this bar being subject to standard atmospheric pressure and supported on two cylinders of at least one centimetre diameter, symmetrically placed in the same horizontal plane at a distance of 571 mm from each other.

The support requirements represent the Airy points of the prototype—the points, separated by ​4⁄7 of the total length of the bar, at which the bending или же поник of the bar is minimised.[85]

The BIPM's термометрия work led to the discovery of special alloys of iron-nickel, in particular invar, for which its director, the Swiss physicist Charles-Édouard Guillaume, получил Nobel Prize for physics in 1920. In 1900, the International Committee for Weights and Measures responded to a request from the International Association of geodesy and included in the work program of the International Bureau of Weights and Measures the study of measurements by invar's wires. Edvard Jäderin, a Swedish geodesist, had invented a method of measuring geodetic bases, based on the use of taut wires under a constant effort. However, before the discovery of invar, this process was much less precise than the classic method. Charles-Édouard Guillaume demonstrated the effectiveness of Jäderin's method, improved by the use of invar's threads. He measured a base in the Симплон Туннель in 1905. The accuracy of the measurements was equal to that of the old methods, while the speed and ease of the measurements were incomparably higher.[63][86]

Interferometric options

A Krypton-86 lamp used to define the metre between 1960 and 1983.

Первый интерферометрический measurements carried out using the international prototype metre were those of Альберт А. Михельсон и Jean-René Benoît (1892–1893)[87] and of Benoît, Fabry и Перо (1906),[88] both using the red line of кадмий. These results, which gave the длина волны of the cadmium line (λ ≈ 644 nm), led to the definition of the ångström as a secondary unit of length for spectroscopic measurements, first by the International Union for Cooperation in Solar Research (1907)[89] and later by the CIPM (1927).[47][90][Примечание 10] Michelson's work in "measuring" the prototype metre to within ​1⁄10 of a wavelength (< 0.1 μm) was one of the reasons for which he was awarded the Нобелевская премия по физике в 1907 г.[4][47][91]

By the 1950s, interferometry had become the method of choice for precise measurements of length, but there remained a practical problem imposed by the system of units used. The natural unit for expressing a length measured by interferometry was the ångström, but this result then had to be converted into metres using an experimental conversion factor – the wavelength of light used, but measured in metres rather than in ångströms. This added an additional measurement uncertainty to any length result in metres, over and above the uncertainty of the actual interferometric measurement.

The solution was to define the metre in the same manner as the ångström had been defined in 1907, that is in terms of the best interferometric wavelength available. Advances in both experimental technique and theory showed that the cadmium line was actually a cluster of closely separated lines, and that this was due to the presence of different изотопы in natural cadmium (eight in total). To get the most precisely defined line, it was necessary to use a monoisotopic source and this source should contain an isotope with even numbers of protons and neutrons (so as to have zero ядерное вращение ).[4]

Several isotopes of кадмий, krypton и Меркурий both fulfil the condition of zero nuclear spin and have bright lines in the visible region of the spectrum.

Krypton standard

Krypton is a gas at room temperature, allowing for easier isotopic enrichment and lower operating temperatures for the lamp (which reduces расширение of the line due to the Эффект Допплера ), and so it was decided to select the orange line of krypton-86 (λ ≈ 606 nm) as the new wavelength standard.[4][92]

Accordingly, the 11th CGPM in 1960 agreed a new definition of the metre:[84]

The metre is the length equal to 1 650 763.73 wavelengths in vacuum of the radiation corresponding to the transition between the levels 2p10 and 5d5 of the krypton 86 atom.

The measurement of the wavelength of the krypton line was нет made directly against the international prototype metre; instead, the ratio of the wavelength of the krypton line to that of the cadmium line was determined in vacuum. This was then compared to the 1906 Fabry–Perot determination of the wavelength of the cadmium line in air (with a correction for the показатель преломления of air).[4][83] In this way, the new definition of the metre was traceable to both the old prototype metre and the old definition of the ångström.

Speed of light standard

А helium–neon laser на Лаборатория Кастлера-Бросселя в Univ. Paris 6
Смотрите также: Metre § Speed of light definition

The krypton-86 discharge lamp operating at the тройная точка из азот (63.14 K, −210.01 °C) was the state-of-the-art light source for interferometry in 1960, but it was soon to be superseded by a new invention: the лазер, of which the first working version was constructed in the same year as the redefinition of the metre.[93] Laser light is usually highly monochromatic, and is also coherent (all the light has the same фаза, unlike the light from a discharge lamp), both of which are advantageous for interferometry.[4]

The shortcomings of the krypton standard were demonstrated by the measurement of the wavelength of the light from a метан -stabilised helium–neon laser (λ ≈ 3.39 μm). The krypton line was found to be asymmetrical, so different wavelengths could be found for the laser light depending on which point on the krypton line was taken for reference.[Примечание 11] The asymmetry also affected the precision to which the wavelengths could be measured.[94][95]

Developments in electronics also made it possible for the first time to measure the frequency of light in or near the visible region of the spectrum,[требуется дальнейшее объяснение ] instead of inferring the frequency from the wavelength and the скорость света. Although visible and infrared frequencies were still too high to be directly measured, it was possible to construct a "chain" of laser frequencies that, by suitable multiplication, differ from each other by only a directly measurable frequency in the микроволновая печь область, край. The frequency of the light from the methane-stabilised laser was found to be 88.376 181 627(50) THz.[94][96]

Independent measurements of frequency and wavelength are, in effect, a measurement of the speed of light (c = fλ), and the results from the methane-stabilised laser gave the value for the speed of light with an неуверенность almost 100 times lower than previous measurements in the microwave region. Or, somewhat inconveniently, the results gave два values for the speed of light, depending on which point on the krypton line was chosen to define the metre.[Примечание 12] This ambiguity was resolved in 1975, when the 15th CGPM approved a conventional value of the speed of light as exactly 299 792 458 m s−1.[97]

Nevertheless, the infrared light from a methane-stabilised laser was inconvenient for use in practical interferometry. It was not until 1983 that the chain of frequency measurements reached the 633 nm line of the helium–neon laser, stabilised using molecular йод.[98][99] That same year, the 17th CGPM adopted a definition of the metre, in terms of the 1975 conventional value for the speed of light:[100]

Метр - это длина пути, пройденного светом в вакууме за интервал времени1⁄299,792,458 секунды.

This definition was reworded in 2019:[3]

The metre, symbol m, is the SI unit of length. It is defined by taking the fixed numerical value of the speed of light in vacuum c быть 299792458 when expressed in the unit m⋅s−1, where the second is defined in terms of the caesium frequency ΔνCS.

The concept of defining a unit of length in terms of a time received some comment.[101] In both cases, the practical issue is that time can be measured more accurately than length (one part in 1013 for a second using a caesium clock as opposed to four parts in 109 for the metre in 1983).[90][101] The definition in terms of the speed of light also means that the metre can be realised using any light source of known frequency, rather than defining a "preferred" source in advance. Given that there are more than 22,000 lines in the visible spectrum of iodine, any of which could be potentially used to stabilise a laser source, the advantages of flexibility are obvious.[101]

History of definitions since 1798

Definitions of the metre since 1798[102]
Basis of definitionДатаАбсолютное
неуверенность		Относительный
неуверенность
​1⁄10,000,000 part of one half of a меридиан, measurement by Деламбре и Méchain17980.5–0.1 мм10−4
Первый прототип Mètre des Archives platinum bar стандарт17990.05–0.01 мм10−5
Platinum-iridium bar at melting point of ice (1st CGPM )18890.2–0.1 мкм10−7
Platinum-iridium bar at melting point of ice, atmospheric pressure, supported by two rollers (7th CGPM)1927нет данныхнет данных
1,650,763.73 wavelengths of light from a specified transition in krypton-86 (11th CGPM)19600.01–0.005 мкм10−8
Length of the path travelled by light in a vacuum in ​1⁄299,792,458 of a second (17th CGPM)19830.1 нм10−10

Смотрите также

Примечания

  1. ^ The modern value of the solar parallax is 8.794143 arcseconds.[14]
  2. ^ С 2012 г. астрономическая единица is defined as exactly 149597870700 metres or about 150 million kilometres (93 million miles).
  3. ^ The idea of the секундный маятник as a length standard did not die completely, and such a standard was used to define the площадка in the United Kingdom from 1843 to 1878.
  4. ^ At the time the second was defined as a fraction of the Earth's rotation time and determined by clocks whose precision was checked by astronomical observations. In 1936 French and German astronomers found that Earth rotation's speed is irregular. Since 1967 atomic clocks define the second. For further informations see atomic time.
  5. ^ :The length of the pendulum is a function of the time lapse of half a cycle
    Существование , следовательно .
  6. ^ а б All values in lignes are referred to the toise de Pérou, not to the later value in mesures usuelles. 1 toise = 6 pieds; 1 пестрый = 12 pouces; 1 pouce = 12 lignes; so 864lignes = 1 toise.
  7. ^ Distances measured using Google Earth. The coordinates are:
    51 ° 02′08 ″ с.ш. 2 ° 22′34 ″ в.д. / 51.03556°N 2.37611°E / 51.03556; 2.37611 (Belfry, Dunkirk) – Belfry, Dunkirk
    44°25′57″N 2°34′24″E / 44.43250°N 2.57333°E / 44.43250; 2.57333 (Rodez Cathedral) – Rodez Cathedral
    41°21′48″N 2°10′01″E / 41.36333°N 2.16694°E / 41.36333; 2.16694 (Montjuïc, Barcelona) – Montjuïc, Барселона
  8. ^ The WGS 84 reference spheroid has a semi-major axis of 6378137.0 m and a flattening of ​1⁄298.257223563.
  9. ^ The term "prototype" does not imply that it was the first in a series and that other standard metres would come after it: the "prototype" metre was the one that came first in the logical chain of comparisons, that is the metre to which all other standards were compared.
  10. ^ The IUSR (later to become the Международный астрономический союз ) defined the ångström such that the wavelength (in air) of the cadmium line was 6438.469 63 Å.
  11. ^ Taking the point of highest intensity as the reference wavelength, the methane line had a wavelength of 3.392 231 404(12) μm; taking the intensity-weighted mean point ("centre of gravity") of the krypton line as the standard, the wavelength of the methane line is 3.392 231 376(12) мкм.
  12. ^ The measured speed of light was 299 792.4562(11) km s−1 for the "centre-of-gravity" definition and 299 792.4587(11) km s−1 for the maximum-intensity definition, with a relative uncertainty тыр = 3.5×10−9.

Рекомендации

  1. ^ "BIPM - Commission internationale du mètre". www.bipm.org. Получено 13 ноября 2019.
  2. ^ а б "BIPM – la définition du mètre". www.bipm.org. Получено 17 июн 2019.
  3. ^ а б 9th edition of the SI Brochure, BIPM, 2019, стр. 131
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j Nelson, Robert A. (December 1981). "Foundations of the international system of units (SI)" (PDF). Учитель физики. 19 (9): 596–613. Bibcode:1981PhTea..19..596N. Дои:10.1119/1.2340901.
  5. ^ а б c d е ж грамм час  Larousse, Pierre, ed. (1874), "Métrique", Grand dictionnaire universel du XIXe siècle, 11, Paris: Pierre Larousse, pp. 163–164
  6. ^ а б c d Bigourdan, Guillaume (1901). Le système métrique des poids et mesures ; son établissement et sa propagation graduelle, avec l'histoire des opérations qui ont servi à déterminer le mètre et le kilogramme. University of Ottawa. Париж: Готье-Виллар. стр.7, 148, 154.
  7. ^ Misura Universale, 1675
  8. ^ Guedj, Denis (2011). Le mètre du monde. Париж: Эд. дю Сеуил. п. 38. ISBN  9782757824900. OCLC  758713673.
  9. ^ Simaan, Arkan. (2001). La science au péril de sa vie : les aventuriers de la mesure du monde. Paris: Vuibert. С. 124–125. ISBN  2711753476. OCLC  300706536.
  10. ^ Picard, Jean (1671). Mesure de la terre (На французском). pp. 3–4 – via Галлика.
  11. ^ Bond, Peter; Dupont-Bloch, Nicolas (2014). L'exploration du système solaire (На французском). Louvain-la-Neuve: De Boeck. С. 5–6. ISBN  9782804184964. OCLC  894499177.
  12. ^ Poynting, John Henry; Thompson, Joseph John (1907). A Textbook of Physics: Properties of Matter (4-е изд.). Лондон: Чарльз Гриффин. п.20.
  13. ^ а б Faye, Hervé (1880). "Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences / publiés... par MM. les secrétaires perpétuels". Галлика (На французском). pp. 1463–1465. Получено 19 июн 2019.
  14. ^ Военно-морская обсерватория США (2018), "Selected Astronomical Constants" (PDF), The Astronomical Almanac Online, п. K7
  15. ^ а б c Biot, Jean-Baptiste; Arago, François (1821). Recueil d'observations géodésiques, astronomiques et physiques, exécutées par ordre du Bureau des longitudes de France, en Espagne, en France, en Angleterre et en Écosse, pour déterminer la variation de la pesanteur et des degrés terrestres sur le prolongement du Méridien de Paris, faisant suite au troisième volume de la Base du Système métrique (На французском). pp. 523, 529. Получено 14 сентября 2018 - через Галлика.
  16. ^ Bond, Peter; Dupont-Bloch, Nicolas (2014). L'exploration du système solaire [The exploration of the solar system] (На французском). Louvain-la-Neuve: De Boeck. С. 5–6. ISBN  9782804184964. OCLC  894499177.
  17. ^ "Première détermination de la distance de la Terre au Soleil" [First determination of the distance from the Earth to the Sun]. Les 350 ans de l'Observatoire de Paris (На французском). Получено 5 сентября 2018.
  18. ^ "1967LAstr..81..234G Page 234". adsbit.harvard.edu. п. 237. Получено 5 сентября 2018.
  19. ^ "INRP – CLEA – Archives : Fascicule N° 137, Printemps 2012 Les distances" [NPRI – CLEA – Archives: Issue N ° 137, Spring 2012 Distances]. clea-astro.eu (На французском). Получено 5 сентября 2018.
  20. ^ Picard, Jean (1671). Mesure de la terre (На французском). п. 23. Получено 5 сентября 2018 - через Галлика.
  21. ^ а б c Чисхолм, Хью, изд. (1911). "Earth, Figure of the" . Британская энциклопедия. 08 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
  22. ^ а б c "Histoire du mètre" [History of the metre]. Direction Générale des Entreprises (DGE) (На французском). Получено 12 сентября 2018.
  23. ^ "Clairaut's equation | mathematics". Энциклопедия Британника. Получено 10 июн 2020.
  24. ^ а б Perrier, Général (1935). "Historique Sommaire de la Geodesie". Thalès. 2: 117–129. ISSN  0398-7817. JSTOR  43861533.
  25. ^ а б c Levallois, Jean-Jacques (May–June 1986). "L'Académie Royale des Sciences et la Figure de la Terre" [The Royal Academy of Sciences and the Shape of the Earth]. La Vie des Sciences (На французском). 3: 290. Bibcode:1986CRASG...3..261L. Получено 4 сентября 2018 - через Галлику.
  26. ^ а б Murdin, Paul (2009). Full meridian of glory: perilous adventures in the competition to measure the Earth. Нью-Йорк; London: Copernicus Books/Springer. ISBN  9780387755342.
  27. ^ Martin, Jean-Pierre; McConnell, Anita (20 December 2008). "Joining the observatories of Paris and Greenwich". Примечания и отчеты Королевского общества. 62 (4): 355–372. Дои:10.1098/rsnr.2008.0029. ISSN  0035-9149.
  28. ^ Portet, Pierre (2011). "La mesure de Paris" [The measure of Paris] (in French). Laboratoire de Médiévistique Occidentale de Paris – via Sciences de l'Homme et de la Société. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  29. ^ а б c d Clarke, Alexander Ross; James, Henry (1 January 1873). "XIII. Results of the comparisons of the standards of length of England, Austria, Spain, United States, Cape of Good Hope, and of a second Russian standard, made at the Ordnance Survey Office, Southampton. With a preface and notes on the Greek and Egyptian measures of length by Sir Henry James". Философские труды Лондонского королевского общества. 163: 445–469. Дои:10.1098 / рстл.1873.0014. ISSN  0261-0523.
  30. ^ а б c d Кларк, Александр Росс (1 января 1867 г.). «X. Резюме результатов сличений эталонов длины Англии, Франции, Бельгии, Пруссии, России, Индии, Австралии, сделанных в Управлении разведки боеприпасов в Саутгемптоне». Философские труды Лондонского королевского общества. 157: 161–180. Дои:10.1098/rstl.1867.0010. ISSN  0261-0523. S2CID  109333769.
  31. ^ О'Коннор, Дж. Дж .; Robertson, E. F. (April 2003). "Jean Charles de Borda". School of Mathematics and Statistics, University of St. Andrews, Scotland. Получено 13 октября 2015.
  32. ^ Diderot, Denis; d'Alembert, Jean le Rond (eds.). "Figure de la Terre" [Figure of the Earth]. Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des Sciences, des Arts et des métiers. Paris: Une Société de Gens de lettres. Получено 28 ноября 2019 – via University of Chicago.
  33. ^ Diderot, Denis; d'Alembert, Jean le Rond (eds.). "Degré". Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des Sciences, des Arts et des métiers. Paris: Une Société de Gens de lettres. Получено 28 ноября 2019 – via University of Chicago.
  34. ^ Diderot, Denis; d'Alembert, Jean le Rond (eds.). "Pendule". Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des Sciences, des Arts et des métiers. Paris: Une Société de Gens de lettres. Получено 28 ноября 2019 – via University of Chicago.
  35. ^ Faye, Hervé (1880). "Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences / publiés... par MM. les secrétaires perpétuels". Галлика. pp. 1463–1466. Получено 28 ноября 2019.
  36. ^ а б National Industrial Conference Board (1921). The metric versus the English system of weights and measures ... The Century Co. pp. 10–11. Получено 5 апреля 2011.
  37. ^ а б Алдер, Кен (2002). Измерение всего - Семилетняя одиссея, изменившая мир. Лондон: Abacus. pp. 227–230. ISBN  0-349-11507-9.
  38. ^ Алдер, Кен (2002). Измерение всего - Семилетняя одиссея, изменившая мир. Лондон: Abacus. С. 240–241. ISBN  978-0349115078.
  39. ^ The wall plaque next to the metre.
  40. ^ "e-expo: Ferdinand Rudolf Hassler". www.f-r-hassler.ch. Получено 12 сентября 2018.
  41. ^ Jouffroy, Achille de (1785-1859) Auteur du texte (1852–1853). Dictionnaire des inventions et découvertes anciennes et modernes, dans les sciences, les arts et l'industrie.... 2. H-Z / recueillis et mis en ordre par M. le marquis de Jouffroy ; publié par l'abbé Migne,...
  42. ^ Lebon, Ernest (1846-1922) Auteur du texte (1899). Histoire abrégée de l'astronomie / par Ernest Lebon,...
  43. ^ а б c d Soler, T. (10 February 1997). "A profile of General Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero: first president of the International Geodetic Association". Журнал геодезии. 71 (3): 180. Bibcode:1997JGeod..71..176S. CiteSeerX  10.1.1.492.3967. Дои:10.1007/s001900050086. ISSN  0949-7714. S2CID  119447198.
  44. ^ Lebon, Ernest (1899). Histoire abrégée de l'astronomie (На французском). стр. 168–169. Получено 14 сентября 2018 - через Галлика.
  45. ^ "Nomination of the Struve geodetic arc for inscription on the World Heritage List" (PDF). п. 29. Получено 13 мая 2019.
  46. ^ а б c The International Metre Commission (1870–1872). Международное бюро мер и весов. Получено 15 августа 2010.
  47. ^ а б c d е ж The BIPM and the evolution of the definition of the metre, Международное бюро мер и весов, получено 30 августа 2016
  48. ^ а б "Units, Physical", Британская энциклопедия, 27 (11 ed.), 1911, pp. 738–745
  49. ^ Kennelly, Arthur E. (1931). "Rationalised versus Unrationalised Practical Electromagnetic Units". Труды Американского философского общества. 70 (2): 103–119.
  50. ^ а б c Débarbat, Suzanne; Quinn, Terry (1 January 2019). "Les origines du système métrique en France et la Convention du mètre de 1875, qui a ouvert la voie au Système international d'unités et à sa révision de 2018". Comptes Rendus Physique. The new International System of Units / Le nouveau Système international d’unités (in French). 20 (1): 6–21. Bibcode:2019CRPhy..20....6D. Дои:10.1016/j.crhy.2018.12.002. ISSN  1631-0705.
  51. ^ Encyclopædia Universalis (Firm) (1996). Encyclopædia universalis (На французском). 10. Paris: Encyclopædia universalis. п. 370. ISBN  978-2-85229-290-1. OCLC  36747385.
  52. ^ Sarukhanian, E. I.; Walker, J.M. "The International Meteorological Organization (IMO) 1879-1950" (PDF). Получено 16 июн 2020.
  53. ^ "Coast and Geodetic Survey Heritage – NOAA Central Library". 19 декабря 2015. Архивировано с оригинал 19 декабря 2015 г.. Получено 8 сентября 2018.
  54. ^ а б "NOAA History – NOAA Legacy Timeline – 1800s". www.history.noaa.gov. Получено 8 сентября 2018.
  55. ^ а б c "Access and Use – NOAA Central Library". 6 сентября 2014. Архивировано с оригинал 6 сентября 2014 г.. Получено 8 сентября 2018.
  56. ^ "e-expo: Ferdinand Rudolf Hassler". www.f-r-hassler.ch. Получено 8 сентября 2018.
  57. ^ а б c «Заметка по истории IAG». Домашняя страница IAG. Получено 19 сентября 2018.
  58. ^ Levallois, Jean-Jacques (1980). "The International Association of Geodesy : Notice historique" (PDF). Bulletin Géodésique. 54 (3): 253, 257. Дои:10.1007/BF02521470. S2CID  198204435.
  59. ^ а б Hirsch, Adolphe (1891). "Le General Ibanez Notice Necrologique Lue au Comite International des Poids et Mesure, le 12 September et Dans La Conference Geodesique de Florence, le 8 Octobre 1891" [The General Ibanez Necrological Record Read at the International Committee of Weights and Measurement, 12 September and In The Geodesic Conference of Florence, 8 October 1891] (PDF) – via BIPM.
  60. ^ а б Guillaume, Charles Édouard (1920). "Notice nécrologique de F. da Paula Arrillaga y Garro" (PDF). archive.wikiwix.com. С. 110–111. Архивировано из оригинал (PDF) on 1920. Получено 14 сентября 2018.
  61. ^ Ibáñez e Ibáñez de Ibero, Carlos (1866). "Exposé de l'état des Travaux géodésiques poursuivis en Espagne, communiqué à la Commission permanente de la Conférence internationale, par le Colonel Ibañez, membre de l'Académie Royale des sciences et délégué du Gouvernement espagnol. in General-Bericht über die mitteleuropäische Gradmessung für das Jahr 1865. :: Publications IASS". publications.iass-potsdam.de. pp. 56–58. Получено 10 декабря 2019.
  62. ^ Expériences faites avec l'appareil à mesurer les bases appertant à la commission de la carte d'Espagne /: ouvrage publié par ordre de la reine (На французском). J. Dumaine. 1860.
  63. ^ а б c Guillaume, Ch-Ed (1906). "La mesure rapide des bases géodésiques". Journal de Physique Théorique et Appliquée (На французском). 5 (1): 243. Дои:10.1051/jphystap:019060050024200. ISSN  0368-3893.
  64. ^ Moustapha, Ismaïl (1864). Recherche des coefficients de dilatation et étalonnage de l'appareil à mesurer les bases géodésiques appartenant au gouvernement égyptien [Research of expansion coefficients and calibration of the device to measure the geodesic bases belonging to the Egyptian government] (На французском). Paris: V. Goupy and Co.
  65. ^ а б c Guillaume, Charles-Édouard (11 December 1920). "Nobel lecture: Invar and Elinvar". NobelPrize.org. п. 448. Получено 21 мая 2020.
  66. ^ "Metric Act of 1866 – US Metric Association". usma.org. Получено 28 сентября 2020.
  67. ^ Bericht über die Verhandlungen der vom 30. September bis 7. October 1867 zu BERLIN abgehaltenen allgemeinen Conferenz der Europäischen Gradmessung (PDF). Berlin: Central-Bureau der Europäischen Gradmessung. 1868. pp. 123–134.
  68. ^ Lebon, Ernest (1899). Histoire abrégée de l'astronomie. Gauthier-Villars.
  69. ^ а б Hirsch, Adolph (1875). "Bulletin de la Société des Sciences Naturelles de Neuchâtel. Vol. 10". E-Periodica (На французском). pp. 255, 256. Получено 28 сентября 2020.
  70. ^ а б Ibáñez e Ibáñez de Ibero, Carlos (1881). Discursos leidos ante la Real Academia de Ciencias Exactas Fisicas y Naturales en la recepcion pública de Don Joaquin Barraquer y Rovira (PDF). Madrid: Imprenta de la Viuda e Hijo de D.E. Aguado. pp. 70, 78.
  71. ^ "Report from Charles S. Peirce on his second European trip for the Anual Report of the Superintendent of the U. S. Coast Survey, New York, 18.05.1877". Получено 25 августа 2019 – via Universidad de Navarra.
  72. ^ Torge, Wolfgang (2015), From a Regional Project to an International Organization: The "Baeyer-Helmert-Era" of the International Association of Geodesy 1862–1916, International Association of Geodesy Symposia, 143, Springer International Publishing, pp. 3–18, Дои:10.1007/1345_2015_42, ISBN  9783319246031
  73. ^ Torge, W. (25 March 2005). "The International Association of Geodesy 1862 to 1922: from a regional project to an international organization". Журнал геодезии. 78 (9): 558–568. Bibcode:2005JGeod..78..558T. Дои:10.1007/s00190-004-0423-0. ISSN  0949-7714. S2CID  120943411.
  74. ^ Laboratoire national de métrologie et d'essais (13 June 2018), Le mètre, l'aventure continue..., получено 17 июн 2019
  75. ^ "Histoire du mètre". Direction Générale des Entreprises (DGE) (На французском). Получено 17 июн 2019.
  76. ^ "BIPM - mises en pratique". www.bipm.org. Получено 1 октября 2020.
  77. ^ Torge, W. (1 April 2005). "The International Association of Geodesy 1862 to 1922: from a regional project to an international organization". Журнал геодезии. 78 (9): 558–568. Bibcode:2005JGeod..78..558T. Дои:10.1007/s00190-004-0423-0. ISSN  1432-1394. S2CID  120943411.
  78. ^ Procès-verbaux: Commission Internationale du Mètre. Réunions générales de 1872 (На французском). Imprim. Нация. 1872. pp. 153–155.
  79. ^ COMITÉ INTERNATIONAL DES POIDS ET MESURES. (1876 г.). PROCÈS-VERBAUX DES SÉANCES DE 1875-1876 (PDF). Париж: Готье-Виллар. п. 3.
  80. ^ COMlTÉ INTERNATIONAL DES POIDS ET MESURES. (1903). PROCÈS-VERBAUX DES SÉANCES. DEUXIÈME SÉRIE. TOME II. SESSION DE 1903. Paris: GAUTHIER-VILLARS. С. 5–7.
  81. ^ Article 3, Метр Соглашение.
  82. ^ National Prototype Meter No. 27, Национальный институт стандартов и технологий, заархивировано из оригинал on 16 September 2008, получено 17 августа 2010
  83. ^ а б Barrell, H. (1962). "The Metre". Современная физика. 3 (6): 415–434. Bibcode:1962ConPh...3..415B. Дои:10.1080/00107516208217499.
  84. ^ а б Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8th ed.), pp. 142–143, 148, ISBN  92-822-2213-6, в архиве (PDF) с оригинала 14 августа 2017 г.
  85. ^ Phelps, F. M. III (1966). "Airy Points of a Meter Bar". Американский журнал физики. 34 (5): 419–422. Bibcode:1966AmJPh..34..419P. Дои:10.1119/1.1973011.
  86. ^ "Charles-Edouard GUILLAUME (1861-1938)" (PDF). BIPM. 1938.
  87. ^ Michelson, A. A.; Benoît, Jean-René (1895). "Détermination expérimentale de la valeur du mètre en longueurs d'ondes lumineuses". Travaux et Mémoires du Bureau International des Poids et Mesures (На французском). 11 (3): 85.
  88. ^ Benoît, Jean-René; Fabry, Charles; Perot, A. (1907). "Nouvelle détermination du Mètre en longueurs d'ondes lumieuses". Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences (На французском). 144: 1082–1086.
  89. ^ "Определение значения длины волны красной линии кадмия в Ангстремах, рассматриваемой как первичный эталон". Сделки Международного союза сотрудничества в исследованиях солнечной энергии (На французском). 2: 18–34. 21 мая 1907 г. Bibcode:1908 год ... 2 ... 17.
  90. ^ а б Hollberg, L .; Oates, C.W .; Wilpers, G .; Hoyt, C.W .; Barber, Z. W .; Diddams, S.A .; Oskay, W. H .; Бергквист, Дж. К. (2005). «Эталоны оптической частоты / длины волны» (PDF). Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика. 38 (9): S469 – S495. Bibcode:2005JPhB ... 38S.469H. Дои:10.1088/0953-4075/38/9/003.
  91. ^ Нобелевская премия по физике 1907 г. - презентационная речь, Нобелевский фонд, получено 14 августа 2010
  92. ^ Baird, K. M .; Хоулетт, Л. Э. (1963). «Международный стандарт длины». Прикладная оптика. 2 (5): 455–463. Bibcode:1963ApOpt ... 2..455B. Дои:10.1364 / AO.2.000455.
  93. ^ Майман, Т. Х. (1960). «Вынужденное оптическое излучение в рубине». Природа. 187 (4736): 493–494. Bibcode:1960Натура.187..493М. Дои:10.1038 / 187493a0. S2CID  4224209.
  94. ^ а б Evenson, K. M .; Wells, J. S .; Petersen, F. R .; Danielson, B.L .; Day, G.W .; Barger, R.L .; Холл, Дж. Л. (1972). "Скорость света от прямых измерений частоты и длины волны лазера, стабилизированного метаном". Письма с физическими проверками. 29 (19): 1346–1349. Bibcode:1972PhRvL..29.1346E. Дои:10.1103 / PhysRevLett.29.1346.
  95. ^ Barger, R.L .; Холл, Дж. Л. (1973). «Длина волны насыщенной лазером линии поглощения метана 3,39 мкм». Письма по прикладной физике. 22 (4): 196–199. Bibcode:1973АпФЛ..22..196Б. Дои:10.1063/1.1654608. S2CID  1841238.
  96. ^ Evenson, K. M .; Day, G.W .; Wells, J. S .; Маллен, Л. О. (1972). «Расширение измерений абсолютной частоты на непрерывный He-Ne-лазер на частоте 88 ТГц (3,39 мкм)». Письма по прикладной физике. 20 (3): 133–134. Bibcode:1972АпФЛ..20..133Э. Дои:10.1063/1.1654077. S2CID  118871648.
  97. ^ Постановление 2 15-го ГКБП. 15-е заседание Генеральная конференция по мерам и весам. Международное бюро мер и весов. 1975.
  98. ^ Pollock, C. R .; Дженнингс, Д. А .; Petersen, F. R .; Wells, J. S .; Drullinger, R.E .; Beaty, E.C .; Эвенсон, К. М. (1983). «Прямые измерения частоты переходов на 520 ТГц (576 нм) в йоде и 260 ТГц (1,15 мкм) в неоне». Письма об оптике. 8 (3): 133–135. Bibcode:1983ОптЛ .... 8..133П. Дои:10.1364 / OL.8.000133. PMID  19714161. S2CID  42447654.
  99. ^ Дженнингс, Д. А .; Pollock, C. R .; Petersen, F. R .; Drullinger, R.E .; Evenson, K. M .; Wells, J. S .; Hall, J. L .; Лайер, Х. П. (1983). "Прямое измерение частоты I2-стабилизированный He – Ne 473-ТГц (633 нм) лазер ». Письма об оптике. 8 (3): 136–138. Bibcode:1983OptL .... 8..136J. Дои:10.1364 / OL.8.000136. PMID  19714162.
  100. ^ Резолюция 1, 17-е заседание Генеральной конференции по мерам и весам, 1983
  101. ^ а б c Уилки, Том (27 октября 1983 г.). «Пора заново замерить счетчик». Новый ученый (27 октября 1983 г.): 258–263.
  102. ^ Кардарелли, Франсуа (2003). Энциклопедия научных единиц, весов и мер. Springer-Verlag London Ltd. ISBN  978-1-4471-1122-1.

внешняя ссылка