Die Entwicklung des Messgeräts

Die Entwicklung des Messgeräts

Obwohl Sie wahrscheinlich nie darüber nachgedacht haben, ist eine allgemein akzeptierte Maßeinheit wie das bescheidene Messgerät eine erstaunliche Sache. Wissenschaftler, die nach Kultur, Sprache, Rasse und sogar tausenden von Kilometern geografischer Herkunft voneinander getrennt sind, arbeiten an Gleichungen und Problemen, als würden sie nebeneinander sitzen. Wie kam es also zu dieser Maßeinheit?

Bevor wir das Messgerät besprechen, ist es wichtig zu verstehen, was zuerst kam. Vor dem Messgerät betrug die standardmäßige Maßeinheit Europas Meter und Zoll. Obwohl es heute eine genaue Länge für einen Zoll gibt, gehen Sie einige hundert Jahre zurück und die Definition war etwas lockerer.

Zum Beispiel war die offizielle Definition eines Zolls für Hunderte von Jahren wie folgt.

„Drei Gerstenkörner, trocken und rund, Ende an Ende, in Längsrichtung“

Für diejenigen von Ihnen, die sich nicht für Gerste interessieren, war ein Zoll an einigen Stellen der kombinierten Länge von 12 Mohnsamen gleich. Wie in dem Buch besprochen, Der Britannica-Leitfaden für Zahlen und MessungDie obige Definition wurde während der Regierungszeit von König Edward II. im 14. Jahrhundert eingeführt. Es ist jedoch bekannt, dass Gerstenkörner für Hunderte von Jahren eine Standardmaßeinheit waren, bevor diese bis in die Angelsachsen zurückreicht.

Früher als im Jahr 1150 erklärte König David von Schottland „die Daumenbreite eines Mannes“ als Standardmaßeinheit, die wie viele dieser anderen Messungen, obwohl sie in gewisser Hinsicht praktisch sind, massiv dumm ist, wenn man sich um die Feinheiten kümmert Punktgenauigkeit. In ganz England war es jedoch das Gerstenkorn, das über Jahrhunderte praktisch unangefochten war.

Erstaunlicherweise wurde ein allgemein anerkannter Wert für den Zoll nicht vor dem 1. Juli 1959 weltweit in die Praxis umgesetzt, nachdem mehrere Länder die EU gemeinsam unterzeichnet hatten Internationale Yard- und Pfund-Vereinbarung Anfang des Jahres im Februar. Die Länder, zu denen die USA, Kanada, Großbritannien, Südafrika, Neuseeland und Australien gehörten, kamen zu dem Schluss, dass ein Zoll offiziell und allgemein als 25,4 Millimeter anerkannt sein sollte.

Was hat diese ausgefallenen metrischen Einheiten so genau gemacht, dass sie für die Messung der Länge eines Zolls besser geeignet waren als die von Gerstenkörnern? Das liegt daran, dass das Messgerät von etwas abgeleitet wurde, das jeder auf der Erde als Referenz verwenden konnte, von der Erde selbst.

Die Idee für das Messgerät als Maßeinheit wurde erstmals während der Französischen Revolution vorgeschlagen. Als Beispiel dafür, wie notwendig eine allgemein akzeptierte Maßeinheit erforderlich war, so Ken Adler, Autor von Das Maß aller Dinge: Die siebenjährige Odyssee, die die Welt verändert hat, In Frankreich wurden in dieser Zeit rund 250.000 verschiedene Gewichtseinheiten und Maßeinheiten verwendet.

Nun wurden ursprünglich zwei Methoden zur Ermittlung einer Standardmaßeinheit vorgeschlagen. der erste war mit einem Pendel von einer halben Sekunde Sekunde verbunden. Als alternative Idee wurde vorgeschlagen, die Länge eines Quadranten des Erdmeridians zu ermitteln und durch 10 Millionen zu teilen.

Die französische Akademie der Wissenschaften entschied sich für Letzteres, weil die Schwerkraft je nach Standort auf der Erde leicht variieren kann, was sich auf den Pendel eines Pendels auswirken würde und zu einer Standardeinstellung führen würde, bei der eine weltweite Messung nicht zu erkennen ist .

Obwohl eine Methode zur Ableitung der Einheit 1791 vereinbart wurde, war die genaue Entfernung eines Quadranten des Erdmeridians zu diesem Zeitpunkt noch nicht bekannt. Um dies herauszufinden, wurden zwei bemerkenswerte französische Astronomen dieser Zeit, Pierre Méchain und Jean-Baptiste Delambre, aus Paris in entgegengesetzte Richtungen geschickt, um die Länge des Erd-Meridians zwischen Dunkerque und Barcelona zu ermitteln.

Was die beiden Männer etwas mehr als ein Jahr hätte brauchen sollen, dauerte letztendlich 7 Jahre, von wo aus der Titel des oben genannten Buches von Ken Adler stammt. Warum hat es so lange gedauert? Eine Vielzahl von Gründen war nicht der geringste Grund, dass sie häufig während ihrer jeweiligen Reisen festgenommen wurden. Die Umsichten, die Vermessungen betrafen, sahen für die Behörden während der Französischen Revolution vermutlich verdächtig aus.

Sie erhielten schließlich die erforderlichen Messungen, aber es gab ein Problem. Méchain machte schon sehr früh einen kleinen, aber erheblichen Fehler bei der Kartierung des Meridians, der erst später entdeckt wurde. Er hat nicht berücksichtigt, dass die Erdrotation zu einer nicht einheitlichen Form führte. Dadurch wurde das gesamte Ergebnis unbeabsichtigt mit einem sehr geringen Abstand abgeworfen. Dieser Fehler verfolgt Méchain für den Rest seines Lebens, der nicht lange dauerte. Während er reiste und versuchte, den Fehler einige Jahre später zu korrigieren, bekam er Gelbfieber und starb.

Am Ende führte der Fehler dazu, dass der erste Meter um etwa 1/5 Millimeter von dem entfernt war, was in der Definition angegeben war.

Während die beiden sich in Europa aber nicht ausschlossen, brauchten die Franzosen noch etwas, um einen Meter zu nennen, so dass sie mehrere Platinbarren nach früheren, weniger genauen Berechnungen gegossen hatten.Als das Paar zurückkehrte und die exakte Zahl für einen Meter berechnet wurde, wurde der nächstgelegene Takt in einem Tresorraum platziert und wurde 1799 zum offiziellen Standard für die Messung von Zählern. Später in diesem Jahr wurde das so genannte Metric System genannt in ganz Frankreich umgesetzt.

Dieser Platinstab, bekannt als Archiv des Archivs wurde tatsächlich als buchstäblicher Messstab verwendet, an dem alle anderen Messgeräte einige Jahre lang gemessen wurden. Der Druck auf die Wissenschaft stieg jedoch rasch an, um eine effektivere, leicht reproduzierbare Methode zur Erkennung der Länge eines Meters zu finden, da immer mehr Länder mit der Einführung des metrischen Systems begannen.

Schließlich waren Messstöcke, die aus dem Platinoriginal gegossen wurden, sowohl zu Beschädigungen als auch zu allgemeiner Abnutzung neigen, was dazu führte, dass niemand absolut sicher war, dass er genau dieselbe Definition wie der andere verwendete, was bei Ihnen eine schlechte Sache ist Versuchen Sie, Wissenschaft zu betreiben, die genaue Messungen erfordert.

Um dieser Verwirrung entgegenzuwirken und um einen allgemein vereinbarten Standard für den Zähler zu vereinbaren, wurden Vertreter aus über zwei Dutzend Ländern eingeladen Die International Meter Commission in Paris. Diese Vertreter trafen sich mehrmals zwischen 1870 und 1872 und entschieden sich für den Guss mehrerer neuer „metrischer Prototypen“ aus 90% Platin und 10% Iridium, die zum neuen Standard werden sollten.

Im Laufe der Zeit sind wir beim Messvorgang des Messgeräts etwas genauer geworden. Ab 1960 wurde die offizielle Definition geändert in:

Die Länge entspricht 1.650.763,73 Wellenlängen im Vakuum der Strahlung, die dem Übergang zwischen den Ebenen 2p entspricht10 und 5d5 des Kryptons 86 Atom.

Dies dauerte nur bis 1983, als sich die Definition eines Zählers erneut änderte, da sich die Technologie zur Messung weiter verbesserte.

Heute hat sich die Messung eines Meters zu einem Kreis geführt, der uns zu dem ursprünglichen, verworfenen Zeitvorschlag zurückführt, obwohl wir ein wenig weiter fortgeschritten sind als Pendel. Ein Zähler ist genau definiert als:

Die Länge des Wegs, den das Licht im Vakuum während eines Zeitintervalls von 1 / 299,792,458 Sekunden durchlaufen hat.

Dies ist eine Zahl, auf die sich die Wissenschaftler geeinigt haben, nachdem sie es mit etwas gemessen hatten, das alle guten Wissenschaftler für ein Maximum an Begeisterung einsetzen sollten.

Wie ist die moderne Version mit den Originalmaßen von Méchain und Delambre vergleichbar? Es stellte sich heraus, dass ihr Zähler nur einen halben Millimeter von der modernen Definition entfernt war. Nicht zu schäbig.

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