Mét
Lịch sử > Định nghĩa bằng tốc độ ánh sáng

Để giảm thêm sự không chắc chắn, CGPM thứ 17 vào năm 1983 đã thay thế định nghĩa của mét bằng định nghĩa hiện tại của nó, do đó cố định độ dài của mét tính theo giây và tốc độ ánh sáng:
Mét là chiều dài của con đường ánh sáng đi được trong chân không trong khoảng thời gian 1/299 792 458 giây.
Định nghĩa này đã cố định tốc độ ánh sáng trong chân không ở chính xác 299792458 mét mỗi giây (≈ 300000 km/s). Một sản phẩm phụ dự định của định nghĩa CGPM thứ 17 là nó cho phép các nhà khoa học so sánh chính xác tần số sử dụng laser, dẫn đến bước sóng với một phần năm độ không đảm bảo liên quan đến so sánh trực tiếp bước sóng, vì các lỗi giao thoa kế đã được loại bỏ. Để tạo điều kiện thuận lợi hơn cho khả năng tái tạo từ phòng thí nghiệm đến phòng thí nghiệm, CGPM lần thứ 17 cũng đã chế tạo laser neon helium bằng ổn định iod "một bức xạ được khuyến nghị" để thực hiện máy đo. Với mục đích phân định máy đo, BIPM hiện đang xem xét bước sóng laser HeNe, λHeNe, là 63299121258 nm với độ không đảm bảo chuẩn tương đối ước tính (U) là 21×10−11. Sự không chắc chắn này hiện là một yếu tố hạn chế trong việc thực hiện máy đo trong phòng thí nghiệm, và nó có độ lớn kém hơn so với thứ hai, dựa trên đồng hồ nguyên tử đài phun nước Caesium (U = 5×10−16). Do đó, ngày nay, việc xác định đơn vị mét thường được phác họa (không xác định) trong các phòng thí nghiệm là 1579800762042(33) bước sóng của ánh sáng laser helium-neon trong chân không, lỗi chỉ nói là xác định tần số. Ký hiệu khung này biểu thị lỗi được giải thích trong bài viết về độ không đảm bảo đo.
Phép đo thực tế của mét là không chắc chắn trong việc mô tả môi trường, với các độ không đảm bảo khác nhau của giao thoa kế, và không chắc chắn trong việc đo tần số của nguồn. Một phương tiện thường được sử dụng là không khí và Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã thiết lập một máy tính trực tuyến để chuyển đổi bước sóng trong chân không thành bước sóng trong không khí. Theo mô tả của NIST, trong không khí, sự không chắc chắn trong việc mô tả môi trường bị chi phối bởi các lỗi trong việc đo nhiệt độ và áp suất. Lỗi trong các công thức lý thuyết được sử dụng là thứ cấp. Bằng cách thực hiện hiệu chỉnh chiết suất như thế này, ví dụ, việc thực hiện gần đúng máy đo có thể được thực hiện trong không khí, bằng cách sử dụng công thức của máy đo là bước sóng 1579800762042(33) của ánh sáng laser helium. và chuyển đổi các bước sóng trong chân không thành các bước sóng trong không khí. Không khí chỉ là một phương tiện có thể sử dụng để đo đơn vị mét, và có thể sử dụng bất kỳ khoảng chân không nào, hoặc một số khí quyển trơ như khí heli, cung cấp các hiệu chỉnh thích hợp cho chỉ số khúc xạ được thực hiện.
Mét được định nghĩa là chiều dài đường đi của ánh sáng trong một thời gian nhất định và các phép đo chiều dài phòng thí nghiệm thực tế tính bằng mét được xác định bằng cách đếm số bước sóng ánh sáng laser của một trong những loại tiêu chuẩn phù hợp với chiều dài, và chuyển đổi đơn vị bước sóng đã chọn thành mét. Ba yếu tố chính giới hạn độ chính xác đạt được với giao thoa kế laser để đo chiều dài:
độ không đảm bảo trong bước sóng chân không của nguồn,
sự không chắc chắn trong chỉ số khúc xạ của môi trường,
đếm số lượng ít nhất độ phân giải của giao thoa kế.
Trong số này, cái cuối cùng là đặc thù của chính giao thoa kế. Việc chuyển đổi độ dài của bước sóng thành chiều dài tính bằng mét dựa trên mối quan hệ
\lambda ={\frac {c}{nf}}
mà chuyển đổi các đơn vị bước sóng λ thành mét sử dụng c, vận tốc ánh sáng trong chân không với đơn vị m/s. Ở đây n là chỉ số khúc xạ của môi trường trong đó phép đo được thực hiện và f là tần số đo của nguồn. Mặc dù chuyển đổi từ bước sóng sang mét gây ra một lỗi bổ sung về chiều dài tổng thể do lỗi đo trong việc xác định chiết suất và tần số, đo tần số là một trong những phép đo chính xác nhất hiện có.