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Meter

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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Meter (Begriffsklärung) aufgeführt.
Einheit
Norm SI-Einheitensystem
Einheitenname Meter
Einheitenzeichen m
Beschriebene Größe(n) Länge, Breite, Tiefe
Höhe;
Dicke, Schichtdicke;
Radius, Abstand;
Durchmesser
Größensymbol(e) l, s, b, h, d, r etc.
Dimensionsname Länge
Dimensionssymbol L
In SI-Einheiten SI-Basiseinheit
In CGS-Einheiten 1 m = 102 cm
In Planck-Einheiten 1 m = 6,3·1034
Benannt nach altgriechisch μέτρον métron ‚Maß‘, ‚Werkzeug zum Messen‘, ‚Länge‘[1]

Der oder das[2] Meter (von altgriechisch μέτρον métron ‚Maß‘, ‚Werkzeug zum Messen‘, ‚Länge‘)[1] ist eine Längenmaßeinheit im Internationalen Einheitensystem und die SI-Basiseinheit der Länge.

Das Einheitenzeichen des Meters ist der kleine Buchstabe „m“. Für dezimale Vielfache und Teile davon gelten die internationalen Vorsätze für Maßeinheiten.

Der Meter ist eine Basiseinheit in Metrischen Einheitensystemen.

Definitionsgeschichte

Die Längeneinheit Meter ist seit Ende des 18. Jahrhunderts in Gebrauch. Der Ursprung dieser Längeneinheit ist der Beschluss der französischen Nationalversammlung, ein einheitliches Längenmaß zu definieren.

Der heutigen Definition des Meters gingen einige Vorschläge für die Definition einer Längeneinheit voraus, die anders als traditionelle Einheiten nicht von der Länge menschlicher Gliedmaßen abgeleitet war. So schlug der Abt Jean Picard 1668 als Längeneinheit das Sekundenpendel vor – also die Länge eines Pendels, das eine halbe Periodendauer von einer Sekunde hat. Im Schwerefeld von Europa hätte ein solches Pendel die Länge von etwa 0,994 m und käme der heutigen Definition eines Meters ziemlich nahe. Der Begriff Meter für diese Längeneinheit wurde bereits 1675 von Tito Livio Burattini verwendet. Er bezeichnete die Länge des Sekundenpendels als Metro Cattolico (allgemeines Maß; „Cattolico“ hier von altgriechisch καθολικός katholikós ‚das Ganze betreffend‘, ‚allgemein‘).[1]

Datei:Platinum-Iridium meter bar.jpg
Internationaler Meterprototyp, Standardbarren aus Platin-Iridium, der Standard bis 1960 (NIST)
Datei:Mètre-étalon Paris.JPG
Standard-Meter, Rue de Vaugirard, Paris (Marmor)

Maßgebend für eine internationale Längeneinheit wurde jedoch nicht das Sekundenpendel, sondern die Erdfigur. 1735 entsandte die Pariser Akademie der Wissenschaften zwei Expeditionen zur Gradmessung in das heutige Ecuador und nach Lappland, um die genauen Abmessungen der Erde festzustellen. Im Jahr 1793 setzte der französische Nationalkonvent – neben einem neuen Kalender – auch ein neues Längenmaß fest: Der Meter sollte den 10-millionsten Teil des Erdquadranten auf dem Meridian von Paris betragen – also den zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Pol zum Äquator. Ein Prototyp dieses Meters wurde 1795 in Messing gegossen. Er erwies sich später als außerordentlich genau – gemessen am gesteckten Ziel war er nur 0,013 % oder 0,13 Millimeter zu lang.

Zwischen 1792 und 1799 bestimmten Delambre und Méchain die Länge des Meridianbogens zwischen Dünkirchen und Barcelona. Aus einer Kombination mit den Ecuador-Lappland-Resultaten ergab sich ein neuer Wert zu 443,296 Pariser Linien, der 1799 für verbindlich erklärt und als ein Platinstab, das Urmeter, realisiert wurde. Im 19. Jahrhundert kamen allerdings genauere Vermessungen der Erde zum Ergebnis, dass das Urmeter etwa 0,02 % zu kurz geraten war. Dennoch wurde an dem 1799 definierten Meter festgehalten – mit dem Ergebnis, dass der Erdmeridianquadrant nicht 10.000, sondern 10.001,966 km lang ist. Diese Länge gilt jedoch nur für den Meridian von Paris. Andere Meridiane haben andere Längen. Ein Nebeneffekt war, dass man erkannte, dass die Erde keine exakte Kugel ist, sondern eine unregelmäßige Form hat. Die Erde hatte sich damit als ungeeignet zur Definition des Meters erwiesen. Bis 1960 war deshalb das Meter als die Länge eines konkreten Gegenstands festgesetzt - zuerst des Urmeters, seit 1889 dann des Internationalen Meterprototyps (siehe unten). Alle späteren Definitionen hatten das Ziel, dieser Länge möglichst genau zu entsprechen.

Der Norddeutsche Bund beschloss am 17. August 1868 die Einführung des französischen Metersystems zum 1. Januar 1872, und 1875 gehörte Deutschland zu den zwölf Gründungsmitgliedern der Internationalen Meterkonvention.

1889 wurde vom BIPM der internationale Meterprototyp eingeführt; es ist ein Stab mit kreuzförmigem Querschnitt aus einer Platin-Iridium-Legierung im Verhältnis 90:10. Die Länge des Meters wurde festgelegt als der Abstand der Mittelstriche zweier Strichgruppen bei einer Temperatur von 0 °C. Dreißig Kopien dieses Meterprototyps wurden an nationale Eichinstitute verlost, siehe den Artikel Urmeter.

Obgleich bei der Herstellung der Meterprototypen größter Wert auf Haltbarkeit und Unveränderbarkeit gelegt worden war, war doch klar, dass diese grundsätzlich vergänglich sind. Regelmäßige Vergleiche der Kopien untereinander und die Anfertigung von Gebrauchskopien führten zwangsläufig zum Risiko der Beschädigung.

Um dem Abhilfe zu schaffen, wurde 1960 festgelegt: Ein Meter ist das 1.650.763,73-fache der Wellenlänge der von Atomen des Nuklids 86Kr beim Übergang vom Zustand 5d5 zum Zustand 2p10 ausgesandten, sich im Vakuum ausbreitenden Strahlung. Das Verständnis dieser Definition setzt lediglich Kenntnisse in Atomphysik voraus. Sind diese und die nötige Ausrüstung vorhanden, so kann die Länge von einem Meter an jedem beliebigen Ort reproduziert werden. Statt auf der aufzubewahrenden Maßverkörperung, dem Urmeter, beruht die Definition des Meters seitdem auf einer Messvorschrift. Der Zahlenwert (1.650.763,73) wurde dabei so gewählt, dass das Ergebnis dem bis 1960 gültigen Meter innerhalb der damaligen Messgenauigkeit entspricht.

Verbesserungen der Messgenauigkeit bei der Realisierung des Meters nach dieser Vorschrift änderten jeweils den Zahlenwert der Naturkonstanten „Lichtgeschwindigkeit im Vakuum“ (c0), zuletzt 1973 auf den CODATA-Schätzwert von (299.792.458,0 ± 1,2) m/s. Um für diese wichtige Naturkonstante einen konstanten Zahlenwert zu haben,[3] wurde 1975 auf der 15. Generalkonferenz für Maße und Gewichte (kurz CGPM) empfohlen[4] und am 20. Oktober 1983 auf der 17. CGPM beschlossen,[5] diesen Zahlenwert beizubehalten. Seither ist also ein Meter definiert als „die Strecke, die das Licht im Vakuum in einer Zeit von 1 / 299.792.458 Sekunde zurücklegt“. Dabei ist die Realisierung der Sekunde (SI-Einheit der Zeit) mit einer weit geringeren Unsicherheit behaftet.

Dezimale Vielfache

Gebräuchliche dezimale Teile und Vielfache des Meters sind:

Bezeichnung Einheit Faktor Vielfaches Anmerkung
Megameter Mm 106-0 1.000 km gebräuchlich in der Ozeanologie
Myriameter 104-0 10 km veraltet, siehe Myriameterstein
Kilometer km 103-0 1.000 m
Hektometer hm 102-0 100 m Vor allem verwendet bei Artillerie und Marine, Hektometerstein an Straßen
Dekameter dam 101-0 10 m Anfang des 20. Jahrhunderts findet sich die Bezeichnung „Kette“ als Synonym für Dekameter.
Meter m 100 10 dm Grundmaß
Dezimeter dm 10−1 10 cm Veraltet (um 1900): Decimeter
Zentimeter cm 10−2 10 mm Veraltet (um 1900): Centimeter
Millimeter mm 10−3 1.000 µm 10 Millimeter sind 1 Zentimeter. Entspricht einem Tausendstel Meter.
Mikrometer µm 10−60 0,001 mm Veraltete Bezeichnung: Mikron, im technischen Sprachgebrauch auch als µ (sprich mü) bekannt.
Nanometer nm 10−90 1000 pm Entspricht einem Milliardstel Meter (einem Millionstel Millimeter).
Ångström Å 10−10 100 pm gebräuchlich in der Atomphysik und in der Kristallographie
Pikometer pm 10−12 0,001 nm Entspricht einem Billionstel Meter (einem Milliardstel Millimeter).
Femtometer fm 10−15 Unter der veralteten Bezeichnung Fermi in der Kernphysik und in der Teilchenphysik gebräuchlich.

Sprachgebrauch

Zur Frage, ob die Einheit Meter in Ein- oder Mehrzahl verwendet wird, kann man folgende Fälle unterscheiden[6]:

  • Steht das, dessen Maß angegeben wird, direkt hinter der Maßeinheit, bevorzugt der Duden[7] die endungslose Form: in 2 Meter Höhe oder in 100 Meter Entfernung
  • Steht das, dessen Maß angegeben wird, nicht direkt hinter der Maßeinheit, wird in der Regel die Form der Flexionsendung verwendet:
Dabei ist es egal, ob das Gemessene überhaupt nicht genannt wird (in 100 Metern) oder an einer anderen Stelle im Satz steht (in einer Entfernung von 100 Metern).
  • Die Flexionsendung wird auch im ersten Fall verwendet, wenn sich zu Zahl und Maßeinheit noch ein Artikel gesellt und das Gemessene im Dativ Plural steht: auf den 100 Metern Feldweg...

Siehe auch

Literatur

  • Alberti, Hans-Joachim v.: Mass und Gewicht. Geschichtliche und tabellarische Darstellungen von den Anfängen bis zur Gegenwart. Berlin: Akademie, 1957.
  • Johannes Hoppe-Blank: Vom metrischen System zum Internationalen Einheitensystem. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig 1975 (Bericht PTB-ATWD-5).
  • Kreutzfeldt, Reinhard: Das Archivmeter – Zur Begründung des metrischen Systems vor 200 Jahren ; Der Vermessungsingenieur 3/99 S.156–158 ; Verlag Chmielorz 1999
  • Schütze, Engler, Weber: Lehrbuch Vermessung-Grundwissen, 2. Auflage, Weber-Verlags GbR 2007, Dresden. ISBN 978-3-936203-07-3

Film

  • Film: Die Jagd nach dem Urmeter, 52 min., Doku D/F vom 7. August 2010 auf Arte

Weblinks

 Wiktionary: Meter – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Commons: Metre – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 Wilhelm Gemoll: Griechisch-Deutsches Schul- und Handwörterbuch. München/Wien 1965.
  2. Laut Wahrig Deutsches Wörterbuch, Bertelsmann Verlag neutrum, aber umgangssprachlich auch und in der Schweiz nur der Meter; nach DIN-Norm DIN 1301-1:2002-10 nur das Meter
  3. J. Terrien: International Agreement on the Value of the Velocity of Light. In: Metrologia. Band 10, Nummer 1, 1974, S. 9, doi:10.1088/0026-1394/10/1/003.
  4. Recommended value for the speed of light. Resolution 2 of the 15th meeting of the CGPM (1975).
  5. „New York Times” vom 1. November 1983
  6. http://www.julianetopka.de/zwei-minuten-archiv/thema-meter-oder-metern
  7. Duden, Band 9: »Richtiges und gutes Deutsch«


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