在日常生活中，在工業生產、科學研究、國防事業和商業貿易的各個領域，到處都會碰到長度計量問題。在卡盤飛轉的車床前，工人們手握卡尺認真地檢測工件；在熱火朝天的鄉村工地上，農民們拉開皮尺仔細測量渠道；在紅紅綠綠的商店櫃台旁，售貨員揮動直尺熱情地為顧客選量布料；在靜悄悄的設計室裏，工程師們拿著比例尺精心地量繪圖紙……這些尺子——卡尺、皮尺、直尺、比例尺是生產和生活中計量長度的標準工具。可是，怎樣保證這些尺子的精確度呢？顯然，要保證這些尺子精確無誤，必須有一把最精確的尺子作為基準。什麽尺子最精確呢？換句話說，製造和檢驗這些尺子的基準“尺子”是什麽呢？
為了長度計量單位統一，1875年3月1日在法國巴黎召開了米製外交大會。在大會的最後一次會議上，20個國家共同簽訂了聞名的“米製公約”。當時規定通過巴黎的地球子午線的四千萬分之一為1米，改變了以往國際上長度單位的混亂局麵。不久，人們發現上述米的規定不能滿足工業發展的要求，於是，1889年第一屆國際計量大會通過了一項米尺協議，決定采用一根X型截麵的鉑銥合金米尺，用這根米尺上的兩條刻線間的距離作為1米的定義值。這根米尺稱為國際米原器，精心地保存在法國巴黎國際計量局的特殊環境裏，以避免發生熱脹冷縮和各種物理化學變化。各國的國定米尺和其他計量機構的精密線紋尺，都以國際米原器為基準，定期同它比較以判斷和保證精確度。
國際米原器的相對精度為一千萬分之一左右，即1米的測量精度為0.1微米左右。到了20世紀中葉，這個精度顯得不夠用了，不僅影響了自然科學的發展，也不能滿足機械製造、特別是精密機械製造等行業的要求。此外，隨著對微觀世界認識的不斷深入，人們發現鉑銥合金國際米原器保存得不管怎樣好，由於物質內部結構隨著時間推移在變化，它還是在慢慢地發生微小的變形，國際米原器上兩條基準刻線間的距離慢慢地在改變，因而不能保證國際米原器所規定的精確度。
怎樣才能保證長度基準單位永久不變呢？
長期以來，科學家們一直在尋找一種自然存在的基準，取代人為的長度基準。1905年，愛因斯坦利用量子理論，成功地解釋了光電效應和光的本性，確定了頻率與能量之間的關係。於是，有些物理學家提出了用原子輻射的波長作為檢定米基準的建議。各國科學家做了許多用光波波長確定米的定義的研究工作，為取得理想的同位素單色光輻射光源的問題進行了大量的實驗，實驗研究證明可采用的單色光源有鎘114紅譜線、汞198綠譜線、氪86紅綠譜線和橙黃譜線。從譜線的寬度、對稱性和受幹擾等方麵的特性來看，以氪86同位素原子輻射出的橙黃譜線波長值最理想。1960年10月14日，在第11屆國際計量大會上規定了米的新定義，即1米的長度等於氪86原子的2P10和5D5能級間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍。從此，延用了71年的米原器退休，光子尺登上了現代國際計量標準的舞台。
本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>