První snahy o zavedení jednotné délkové míry spadají ve Francii do roku 1668, kdy byla toisa čili sáh prohlášena za zákonitou jednotku délky. Byla zhotovena železná tyč a zapuštěna do kamenného schodu Chateletu pařížského. Christian Huygens v roce 1672 chtěl navrhnout jako délkovou jednotku délku sekundového kyvadla – per horarius. Když však Jean Richer odjel z Paříže do Cayenne, zpozoroval, že se mu hodiny zpožďují. Když se vrátil, tak se zase zregulované hodiny zrychlovaly. Zjistil, že délka sekundového kyvadla není všude na zemi stejná a tím i vyvrátil Huygensovu myšlenku.
Ke konci 18. století byla v Evropě velká nejednotnost v používání délkových jednotek již neúnosná – co kraj to jiný typ jednotek. Třeba ve spisu z roku 1832 se uvádí, že se používalo na 215 různých vlašských stop. Není se tedy čemu divit, že politikové i obyčejní lidé vyvinuli tlak na zavedení jednotné délkové míry. Těchto aktivit se většinou ujali místní vlády a zákonem je určily. Zavedení vyžadovalo zhotovení neproměnlivé a trvanlivé míry, která by sloužila ke zhotovení kopií.
Používání metru v roce 1800.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: L. F. Labrousse 1800. Public domain.
V roce 1792 komise přijala definici metru jako desetimiliontinu (důsledek rozvíjející se dekadizace jednotek) vzdálenosti od severního pólu k rovníku vztaženou na hladinu moře. K jeho určení bylo třeba provést mnoho měření, často za obtížných podmínek. Francouzští fyzikové měřili délku pařížského poledníku od Dunkerque až k Barceloně k věži pevnůstky Mont Jouy. Měření prováděly v letech 1792 až 1798 dvě skupiny vedené Jean Delambrem (měřil od severu) a Pierre Méchainem (měřil od jihu). Celkem bylo změřeno 9° 40´ 25,9“. Při měření bylo použito starého etalonu Pařížské akademie – železné tyče o délce přesně 2 sáhy při teplotě 16,25 °C. O rozsahu celého měření i triangulačních sítích potřebných k měření dává přehled následující obrázek
Mapa Měření Delambra aMéchaina.
Zdroj: GUTH, J. Století metru. Časopis pro pěstování mathematiky a fysiky, 1900, roč. 29, s. 121-137.
Již během měření bylo potřeba znát velikost metru, proto se odlilo několik prototypů z platiny, které měly spoustu vad: prohýbaly se, neměly na sobě rysky apod. Po zpracování dat porovnali všechny odlité metry se skutečnou hodnotou a ten nejpřesnější nazvali Metre des Archivesse a od 22. června 1799 ho přijali jako základní délkovou jednotku.
Méchaine měl v úmyslu prodloužit měření až k Baleárským ostrovům, bohužel však zemřel vyčerpáním dřív, než uskutečnil svůj plán. Dokončením byli pověřeni Jean Biot a Francois Arago, kteří chtěli měření provést až do Alžírska. Byli však zajati námořními piráty, kteří je po několika měsících zajetí pustili na svobodu a oba se po mnohých peripetiích ze Španělska vrátili zpět do Francie. Od 1. ledna 1840 byly ve Francii definitivně zrušeny všechny staré jednotky.
Postupně se metr ujal v dalších zemích – v roce 1859 ve Španělsku, v roce 1862 v Anglii, v roce 1866 ve Spojených státech severoamerických, v roce 1871 v Rakousku apod. 12. dubna 1875 se sešlo 16 delegátů zemí, které přistoupili na metrickou soustavu a podepsali tzv. Convetion du Métre, která také zřizovala Mezinárodní kancelář měr a vah (Bureau international des poids et mesures). Kancelář se sídlem v Pavilon de Breteuil v Sévres u Paříže měla za úkol nalézt novou definici metru. Metr byl definován jako vzdálenost mezi dvěma tenkými vrypy na tyči vyrobené ze slitiny platiny a iridia v poměru 9:1. Tento prototyp se nazýval standardní metr – métre international – a je uložen v archívu Mezinárodního úřadu pro váhy a míry v Sévres. Tento prototyp totiž sloužiljako vzor pro výrobu národních kopií, ze kterých se pak odvozovala všechna vyráběná měřidla. Konečnou podobu písemene H získal prototyp roku 1889. Bylo vyrobeno čtyřicet dalších prototypů, které se od archivního metru nelišili o více než 3 mikrometry. Prototypy byly rozeslány zúčastněným vládám. Každý prototyp byl uzavřený do zvláštního dřevěného pouzdra, vyloženého sametem. Toto pouzdro bylo vloženo do jiného kovového pouzdra a uzamčeno.
Platinum-iridiový standardní metr.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: National Institute of Standards and Technology. Public domain.
Tato definice přesnější a modernější vědě nevyhovovala, a proto byl v roce 1960 zaveden přesnější standard. Metr byl definován takto: Metr je délka rovnající se 1 650 763,73 násobku vlnové délky oranžově červeného světla šířícího se ve vakuu, která přísluší přechodu mezi energetickými hladinami 2p10 a 5d5 atomu kryptonu 86.
Tato zvláštní definice byla vybrána proto, aby co nejvíce vyhovovala dosavadní definici metru. Metr šlo nyní reprodukovat s přesností řádově 10–9. To znamená, že délka kopie a originálu je stejná ještě na devátém místě za desetinnou čárkou.
Nároky moderní fyziky však byly stále větší, a proto byla roku 1983 na jedenácté generální konferenci pro váhy a míry přijata definice nová: Metr je délka dráhy světla ve vakuu během časového intervalu 1/299 792 458 sekundy. Na 26. zasedání Generální konference pro míry a váhy v roce 2018 byla definice metru přeformulována tak, že jeden metr je definovaný pomocí konstant: Metr je definovaný fixováním číselné hodnoty rychlosti světla ve vakuu rovné 299 792 458, je-li vyjádřena v jednotkách m ∙ s-1, kde sekunda je definována pomocí jiných konstant.
Použité zdroje:
[1] ČUBER, E. O měření země. Časopis pro pěstování mathematiky a fysiky, 1874, roč. 3, s. 228–260.
[2] ČUBR, E. O mírách původních. Časopis pro pěstování mathematiky a fysiky, 1874, roč. 3, s. 79–91.
[3] GUTH, J. Století metru. Časopis pro pěstování mathematiky a fysiky, 1900, roč. 29, s. 121–137.
[4] KLENOVSKÝ, P. – PRAŽÁK, D. Nové definice základních jednotek SI. Pokroky matematiky, fyziky & astronomie, roč. 64/2019, č. 3, s. 129-138. CS-ISSN-0032-2423.
