Lịch sử ra đời của thước đo mét và câu chuyện quanh nó
Trong hộp đựng dụng cụ học tập của bạn thường có một thước thẳng bằng nhựa trong suốt, trên mặt thước có in từng vạch thẳng, các vạch nhỏ cách nhau một milimet, mười vạch nhỏ bằng một xentimet, và 1000 vạch nhỏ bằng chiều dài một mét.
Đơn vị theo hệ mét là đơn vị độ dài thông dụng trên thế giới.
Vì sao phải dùng đơn vị độ dài thống nhất?
Thời cổ đại, các nước đều có đơn vị độ dài của riêng mình. Và đơn vị độ dài ở mỗi thời kì có khi còn biến đổi nữa. Đơn vị đo độ dài thay đổi nhiều sẽ gây ra không ít khó khăn cho việc chế tạo cơ khí chính xác.
Sau cuộc cách mạng công nghiệp thế kỉ XVIII, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật buộc các nhà khoa học phải nhanh chóng tìm ra tiêu chuẩn độ dài thống nhất quốc tế có thể duy trì lâu dài không đổi.
Các nhà khoa học lúc bấy giờ cho rằng kích thước của Trái Đất không biến đổi. Năm 1790, giới khoa học Pháp đã đo kinh tuyến của Trái Đất, đề xuất ý kiến lấy 1/10 triệu của đoạn kinh tuyến từ xích đạo đi qua Pari đến Bắc Cực làm tiêu chuẩn độ dài, gọi là một “mét”. Con người căn cứ vào tiêu chuẩn độ dài đó chế ra một thước mét tiêu chuẩn đầu tiên bằng platin.
Năm 1889, Hội nghị về đo lường quốc tế đã chính thức quyết định, dựa theo độ dài của thước mét tiêu chuẩn đầu tiên, dùng hợp kim platin – iriđi chế thành một thước mét có mặt cắt ngang hình chữ X làm thước mét tiêu chuẩn quốc tế. Thước này được cất giữ cẩn thận tại Cục Đo lường quốc tế Pari. Thước mét tiêu chuẩn phục chế của các nước phải được đưa định kì đến Pari để so mẫu với thước mét tiêu chuẩn quốc tế đó.
Nhưng các nhà khoa học chưa cảm thấy hài lòng đối với thước mét quý giá ấy. Một là, nó quá mềm yếu, muốn duy trì được độ chính xác, bắt buộc phải đặt nó trong phòng có nhiệt độ ổn định suốt cả năm. Hai là, hợp kim platin – iriđi vẫn không tránh được hiện tượng lạnh co, nóng giãn. Ba là, thước chế tạo bằng kim loại, thời gian dài lâu thế nào cũng bị ăn mòn, hư hại.
Các nhà khoa học cận đại đã nghiên cứu bản chất của ánh sáng, phát hiện nó lan truyền dưới hình thức của sóng. Ánh sáng màu sắc khác nhau có bước sóng khác nhau, đồng thời phát hiện nó lan truyền dưới dạng bước sóng hết sức ổn định. Dùng bước sóng của ánh sáng làm tiêu chuẩn độ dài có tính ưu việt không gì sánh bằng. Vì vậy, tháng 10 năm 1960, Hội nghị đo lường quốc tế khoá 11 đã chính thức quyết định: Bước tiêu chuẩn của mét bằng 1650763,73 lần bước sóng ánh sáng màu vàng cam của kpypton – 86 phát ra trong chân không.
Sau khi phát minh ra laze , do tính đơn sắc của laze tốt, độ chói cao, khi dùng bước sóng của laze làm chuẩn gốc, độ chính xác so với dùng đèn của chất đồng vị kpypton – 86 được nâng cao tới 1.000.000 lần. Vì vậy, laze nhanh chóng trở thành “thước ánh sáng” lí tưởng của các nhà khoa học.
Tuy đã có thước ánh sáng của laze nhưng các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục tìm kiếm cái thước chính xác hơn. Ngày 20 tháng 10 năm 1983, trong Hội nghị đo lường quốc tế khoá 17 họp tại Pari, các bộ môn đầy quyền lực hữu quan lại tiến một bước trong việc xác định độ dài tiêu chuẩn của mét, cụ thể bằng độ dài của đoạn đường mà ánh sáng lan truyền trong chân không trong thời gian 1/299792458 giây. Vì rằng tốc độ truyền của ánh sáng trong chân không là không đổi, nên cái “thước ánh sáng” mới này đặc biệt chính xác.
