Метр

Метрҙың ваҡыт һәм яҡтылыҡ тиҙлеге терминдарындағы хәҙерге заман билдәләмәһе XVII Үлсәмдәр һәм ауырлыҡтар буйынса Генераль конференция (ГКМВ) тарафынан 1983 йылда ҡабул ителә^[2][3][3].

Метр яҡтылыҡтың вакуумда ${\displaystyle {\frac {1}{299\,792\,458}}}$ секунд эсенде үткән юл оҙонлоғо.

Был билдәләмәнән СИ системаһында вакуумда яҡтылыҡ тиҙлеге теүәл 299 792 458 м/с тигеҙ тип ҡабул ителгәнлеге килеп сыға. Шулай итеп, метрҙың билдәләмәһе, ике быуат элеккеһе кеүек, тағы ла секундҡа бәйле, ләкин был юлы универсаль донъя константаһы ярҙамында.

2018—2019 йылдарҙағы СИ системаһын төп берәмектәренең билдәләмәләрен үҙгәртеү метрға йөкмәткеһе күҙлегенән ҡарағанда ҡағылмай, ләкин стилистик фекер йөрөтөүҙән сығып, формаль рәүештә алдағыға тулыһынса эквивалентлы булған яңы билдәләмә ҡабул ителә^[4]:

Метр, тамғаланышы м, СИ системаһында оҙонлоҡ берәмеге булып тора; уның дәүмәле вакуумда яҡтылыҡ тиҙлегенең м·с⁻¹ СИ берәмегендә күрһәтелгәндә һан ҡиммәте теүәл 299 792 458 тигеҙ булғанда теркәп билдәләнә, бында секунд цезийҙа ${\displaystyle \Delta \nu _{\text{Cs}}}$ күсеү йышлығы аша билдәләнә.

Халыҡ-ара үлсәмдәр һәм ауырлыҡтар бюроһы (МБМВ) баҫтырып сығарған СИ Брошюраһының (франц. Brochure SI, ингл. The SI Brochure) ғәмәлдәге редакцияһында булған СИ системаһының тулы рәсми тасуирламаһына ярашлы, метрҙың тапҡырлы һәм өлөш берәмектәре стандарт СИ приставкалары ярҙамында барлыҡҡа киләләр^[5]. Рәсәй Федерацияһы Хөкүмәте ҡабул иткән «Рәсәй Федерацияһында ҡулланыуға рөхсәт ителгән дәүмәлдәрҙең берәмектәре тураһында положение» Рәсәй Федерацияһында шул уҡ приставкаларҙы ҡулланыуҙы күҙ уңында тота^[6].

Европала Бөйөк Карл империяһы тарҡалған ваҡыттарҙан алып дөйөм стандарт оҙонлоҡ үлсәме булмай: улар бер юрисдикция сиктәрендә стандартландыштырылған булырға мөмкин, ләкин берҙәм үлсәү булмай, һәм һәр төбәк үҙенең үлсәмен булдырған. Оҙонлоҡ үлсәме Оҙонлоҡ үлсәменең налог һалыуҙа ҡулланылыуы ла ниндәйҙер дәрәжәлә быға сәбәпсе була (налог, мәҫәлән, туҡыманың билдәле оҙонлоғонда үлсәнергә мөмкин була), ә һәр урындағы хаким үҙенең налогын индергәнлектән, урында закон менән үҙҙәренең үлсәү берәмеге булдырыла^[8].

Фән үҫешеү менән XVII быуатта «универсаль үлсәм» индерергә саҡырыуҙар яңғырай башлай^[9]) Үлсәм власть әһелдәренең ҡарарҙарына түгел, ә ниндәйҙер тәбиғи күренешкә нигеҙләнгән һәм унарлы булырға тейеш, был бик күп төрлө иҫәпләү системаларын алмаштырыр ине, мәҫәлән, таралған Ун икешәрле иҫәпләү системаһын.

Метр — маятник оҙонлоғо

Уилкинс тирбәлеү ярым периоды 1 с тигеҙ булған маятник оҙонлоғон оҙонлоҡ берәмеге итеп ҡабул итергә тәҡдим итә. Бындай маятникникты ошонан аҙ ғына алдараҡ Христиан Гюйгенс демонстрациялай, һәм маятниктың оҙонлоғо хәҙерге метр оҙонлоғона бик яҡын була (шулай уҡ ул ваҡытта ҡулланылған башҡа оҙонлоҡ берәмектәренә, мәҫәлән, ярдҡа). Әммә тиҙҙән асыҡланыуынса, бындай ысул менән үлсәнгән оҙонлоҡ, үлсәнгән урынға бәйле рәүештә төрлөсә була. Француз астрономы Жан Рише Көньяҡ Америкаға экспедиция ваҡытында (1671—1673) секундлы маятниктың тирбәлеү периодының Парижда күҙәтелгән менән сағыштырғанда артыуын асыҡлыған. Парижда тикшерелгән маятник уның күҙәтеү процесында ваҡытта көнөнә 2 минутҡа артта ҡалыуҙы булдырмаҫ өсөн 1,25 француз һыҙығына (~ 2,81 мм) ҡыҫҡартылған. Был ауырлыҡ көсөнөң экваторға яҡынайған һайын кәмеүенең беренсе тура иҫбатланышы була, һәм был Кайенна (Француз Гвианаһында) һәм Париж араһында оҙонлоҡтоң 0,3 %-ы тиклем айырма бирә^[10].

1789 йылдағы француз революцияһына тиклем «универсаль үлсәмде» булдырыу мәсьәләһендә бер ниндәй ҙә алға китеш булмай. Франция оҙонлоҡ үлсәү берәмеген таратыу мәсьәләһе менән ҡаңғыра, был өлкәлә реформаның кәрәклеген төрлө сәйәси көстәр яҡлай. Талейран секундлы маятник тураһында идеяны яңынан тергеҙә һәм 1790 йылда, оҙонлоҡ эталоны 45° N киңлектә (яҡынса Бордо һәм Гренобль араһында) үлсәнәсәк тигән төҙәтмә менән уны Учредителдәр йыйылышына тәҡдим итә. Шулай итеп, метр ошондай билдәләмә ала: метр — ул 45° киңлектә тирбәлеү ярымпериоды 1 с тигеҙ булған маятник оҙонлоғо (СИ үлсәү системаһында был оҙонлоҡ g/π² · (1 с)² ≈ 0,994 м-ға тигеҙ).

Беренсе башлап был билдәләмә нигеҙ итеп ҡабул ителә (1790 йылдың 8 майы, Француз Милли йыйылышы). Ләкин йыйылыштың, шулай уҡ Бөйөк Британияның һәм яңы барлыҡҡа килгән Ҡушма Штаттарҙың яҡлауына ҡарамаҫтан, Талейрандың тәҡдиме барыбер тормошҡа ашырылмай. Стандарт оҙонлоҡто билдәләү өсөн секундлы маятникты ҡулланыу идеяһы шулай ҙа бөтөнләй үк юҡҡа сыҡмай, һәм бындай стандарт Бөйөк Британияла 1843—1878 йылдар арауығында ярд оҙонлоғон билдәләү өсөн ҡулланыла^{[11][Комм. 1]}.

Метр — Париж меридианының өлөшө

Үлсәү берәмектәре реформаһы мәсьәләһе был Француз фәндәр академияһы ҡарамағына бирелә, ул инженер һәм математик Жан-Шарль де Борда етәкләгән махсус комиссия ойоштора. Борда унарлы иҫәпләү системаһына күсеү яҡлы ғалим була: ул Ҡабатлағыс теодолит лимбын камиллаштыра, был урында мөйөштәрҙе үлсәү теүәллеген күпкә яҡшырта, һәм град 100 минутҡа, а минут — 100 секундҡа бүленһен өсөн инструмент градустарҙа түгел, ә градтарҙа калибрланыуын теләй (¹⁄₁₀₀ четверти круга)^[12]. Борд өсөн секундлы маятник ысулы ҡәнәғәтләндермәгән ҡарар була, сөнки ул шул ваҡыттағы секундҡа — унарлы булмаған берәмеккә нигеҙләнгән була, ул индереүгә тәҡдим ителгән унарлы ваҡыт системаһына — бер тәүлектә 10 сәғәт, ә бер сәғәттә 100 минут, ә минутта 100 секунд булған системаға тура килмәй.

Секундлы маятник ысулы урынына ағзалары араһында Жозеф Луи Лагранж, Пьер-Симон Лаплас, Гаспар Монж һәм Кондорсе булған комиссия, яңы үлсәү берәмеге Париж аша үткән меридиан буйынса үлсәнгән Төньяҡ полюстан экваторға тиклемге алыҫлыҡтың (Ер әйләнәһенең сиреге) ун миллиондан бер өлөшөнә тигеҙ булырға тейеш тип хәл итә^[11]. Был ҡарарҙың, француз геодезистары өсөн еңел инеү мөмкинлеге биреүҙән тыш, мөһим яҡшы яҡтары була, Дюнкерктан Барселонаға тиклем алыҫлыҡтың өлөшө (1000 км самаһы, йәғни дөйөм алыҫлыҡтың ундан бер өлөшө) Диңгеҙ кимәлендә урынлашҡан башланғыс һәм аҙаҡҡы нөктәләрҙән һуҙылырға мөмкин, ә тап ошо өлөшө әйләнә сирегенең уртаһында урынлашҡан була, бында төҙөк шар булмаған, ә ялпаҡ Ер формаһы тәьҫире иң ҙур була^[11].

1791 йылдың 30 мартындаь метрҙы меридиан оҙонлоғо аша билдәләү тәҡдиме ошолай ҡабул ителә: Париж меридианының ҡырҡ миллиондан бер өлөшө (йәғни Париж оҙонлоғонда Ер эллипсоиды өҫтөнән төньяҡ полюстан экваторға тиклем алыҫлыҡтың ун миллиондан бер өлөшө). Хәҙерге берәмектәрҙә ул ${\displaystyle {\frac {1}{1{,}000\,000\,000\,05}}}$ метр. Оҙонлоҡ үлсәү берәмеген Ер меридианына бәйләү идеяһы яңылыҡ булмай: алдараҡ диңгеҙ миле һәм лье шундай уҡ ысул менән билдәләнгән була.

Яңы билдәләнгән берәмек «ысын һәм һуңғы метр» исеме ала (франц. metre vrai et définitif)^[1].

1795 йылдың 7 апрелендә Милли Конвент Францияла метр системаһын индереү тураһында закон ҡабул итә һәм составына Ш. О. Кулон, Ж. Л. Лагранж, П.-С. Лаплас һәм башҡа ғалимдар ингән комиссарҙарға, оҙонлоҡ һәм масса берәмектәрен эксперименталь билдәләү буйынса эш башҡарырға ҡуша. 1792—1797 йылдарҙа революцион Конвент ҡарары буйынса француз ғалимдары Деламбр (1749—1822) һәм Мешен (1744—1804) 6 йыл эсендә Дюнкерктан Барселонаға тиклем 9°40' оҙонлоғонда, бөтә Франция һәм Испанияның өлөшө аша 115 өсмөйөштән сынйыр һуҙып Париж меридианының дуғаһы оҙонлоғон үлсәйҙәр . Һуңынан асыҡланыуынса, Ерҙең полюс ҡыҫылыуын дөрөҫ иҫәпкә алмау арҡаһында, эталон 0,2 мм-ға ҡыҫҡараҡ булып сыҡҡан; шулай итеп, меридиан оҙонлоғо тик яҡынса 40 000 км-ға тигеҙ.

Билдәләмәһе 1 дм³ һыуҙың массаһына нигеҙләнгән масса берәмеге (килограмм да шулай уҡ метр билдәләмәһенә бәйләп ҡуйыла.

Метр эталонының беренсе өлгөһө 1795 йылд латундан эшләнә.

1799 йылда платинанан метр эталоны эшләнә, уның оҙонлоғо Париж меридианының ҡырҡ миллиондан бер өлөшөнә тигеҙ була^[13].

Наполеон хакимлыҡ иткән осорҙа метрик система Европаның күп илдәренә тарала. Уны ҡулланыуҙың файҙаһы шул тиклем ҙур була, Наполеон властан киткәс тә метрик берәмектәрҙе ҡабул итеү дауам итә^[14]:

• 1816 — Бельгия һәм Голландия;
• 1832 — Португалия;
• 1849 — Испания һәм Греция;
• 1870 — Германия;
• 1873 — Австрия;
• 1875 — Швейцария.

XIX быуат аҙағына ҙур илдәрҙән Бөйөк Британияла (һәм уның колонияларында), АҠШ-та, Рәсәйҙә, Ҡытайҙа һәм Ғосман империяһында ғына традицион оҙонлоҡ үлсәме тороп ҡала.

«Метрик конвенция» тарафынан индерелгән һәм 1875 йылдың 20 майында 17 дәүләттең (Рәсәй, Франция, Бөйөк Британия, АҠШ, Германия, Италия һәм башҡалар) Халыҡ-ара дипломатик конференцияһында ҡабул ителгән метрик система оҙонлоҡ берәмеге булған метрға һәм масса берәмеге булған килограммға нигеҙләнгән^[15].

1889 йылда метрҙың теүәлерәк халыҡ-ара эталоны эшләнә. Был эталон 90 % платина һәм 10 % иридий иретмәһенән эшләнә^[16] һәм «X» хәрефе күренешендә арҡыры киҫелеше була. Уның күсермәләре метр стандарт оҙонлоҡ берәмеге сифатында танылған илдәргә һаҡлауға тапшырыла.

Метр эталоны күсермәләре

№ 27 — АҠШ^[17]

№ 28 — СССР^[17] (Рәсәй)

Артабанғы үҫеше

1960 йылда кешеләр тарафынан эшләнгән предметты метр эталоны сифатында ҡулланыуҙан баш тартырға ҡарар ителә, һәм ошо ваҡыттан алып 1983 йылға тиклем метр 1 650 763,73 һанының криптон изотопы ⁸⁶Kr вакуумда таратҡан спектрҙың ҡыҙғылт һары һыҙығының тулҡын оҙонлоғона (6 056 Å) ҡабатландығына тигеҙ булған һан кеүек билдәләнә. Яңы билдәләмә ҡабул ителгәндән һуң метрҙың платина-иридий прототибы Оҙонлоҡ һәм ауырлыҡ үлсәмдәренең халыҡ-ара бюроһында 1889 йылда билдәләнгән шарттарҙа һаҡланыуын дауам итә. Ләкин хәҙер уның статусы икенсе: прототиптың оҙонлоғо теүәл 1 м-ға тигеҙ тип иҫәпләнеүҙән туҡтай һәм уның ысын ҡиммәте эксперименталь билдәләнергә тейеш. Прототип үҙенең тәүге тәғәйенләнеше буйынса башҡаса ҡулланылмай.

1970-се йылдар уртаһына яҡтылыҡ тиҙлеген билдәләүҙә һиҙелерлек алға китешкә өлгәшелә. Әгәр 1926 йылда ул ваҡыттағы А. Майкельсоном башҡарған иң теүәл үлсәүҙең хатаһы 4000 м/с тәшкил итһә^[18], 1972 йылда хатаның 1,1 м/с-ҡа тиклем кәмеүе тураһында хәбәр ителә^[19]. Табылған һөҙөмтәне төрлө лабораторияларҙа күп тапҡыр тикшергәндән һуң, XV Оҙонлоҡтар һәм ауырлыҡтар буйынса Генераль конференция 1975 йылда вакуумда яҡтылыҡ тиҙлегенең ҡиммәте сифатында сағыштырма хатаһы 4·10⁻⁹ булған, был 1,2 м/с абсолют хатаға ярашлы, 299 792 458 м/с-ҡа тигеҙ булған дәүмәлде ҡулланырға тәҡдим итә^[20]. Һуңынан 1983 йылда оҙонлоҡтар һәм ауырлыҡтар буйынса XVII Генераль конференция тап ошо ҡиммәтте метрҙың яңы билдәләмәһенең нигеҙенә һала^[2].

Погон метр — оҙонлоғо 1 метр булған киҫәккә йәки участкаға ярашлы, оҙон үлсәмле объекттарҙың (погонажлы изделие, материал һәм башҡа шулай тип аталыусы) миҡдарын үлсәү өсөн берәмек. Погон метр ғәҙәттәге метрҙан бер нимәһе менән дә айырылмай, был материалдың оҙонлоғон киңлегенә бәйһеҙ рәүештә үлсәүсе берәмек. Погон метрҙарҙа, мәҫәлән, кабель каналдарын, таҡталарҙы, металл табағын, торбаларҙы, плинтустарҙы, тәҙрә тығыҙлағыстарҙы, туҡымаларҙы үлсәргә мөмкин. Туҡымалар өсөн уларҙың майҙанын үлсәү дөрөҫөрәк булыр ине әлбиттә, ләкин әгәр туҡыманың киңлеге билдәле һәм даими тип уйлағанда — «погон метр» төшөнсәһе ҡулланыла (ҡағиҙә булараҡ, туҡыманың киңлеге 1,4 м тәшкил итә, һәм, шул рәүешле, туҡыманың погон метры 1,0×1,4 м киҫәк була). Ҡәтғи әйткәндә, көнкүрештә йышыраҡ тап погон метр төшөнсәһе ҡулланыла, предметтарҙың киңлеге йәки бейеклеге тураһында мәғлүмәт билдәле йәки мөһим түгел тип уйланыла. Погон метр атамаһы махсус әҙәбиәттә айырып күрһәтелә йәки телмәргә төрлө йәнле төҫ биреү өсөн ҡулланыла.

Метрологик әҙәбиәт «погон метр» терминын ҡулланмаҫҡа тәҡдим итә. Дөйөм ҡағиҙә ошолай, кәрәк булған осраҡта асыҡлаусы һүҙҙәр үлсәү берәмегенең атамаһына түгел, ә физик дәүмәлдең атамаһына инергә тейеш. Шуға күрә, мәҫәлән, «оҙонлоғо 10 погон м» тип түгел, ә «погон оҙонлоғо 10 м-ға тигеҙ» тип яҙырға кәрәк^[22].

Комментарийҙар

Сығанаҡтар