Meter

Der Meter ist die Basiseinheit der Lange im Internationalen Einheitensystem (SI) und in anderen metrischen Einheitensystemen. Ein Meter ist seit 1983 definiert als die Lange der Strecke, die das Licht im Vakuum wahrend der Dauer von 1/299 792 458 Sekunde zurucklegt. Das Einheitenzeichen des Meters ist der Kleinbuchstabe ,,m". Fur dezimale Vielfache und Teile des Meters werden die internationalen Vorsatze fur Masseinheiten verwendet.

Der Meter wurde ursprunglich 1799 als die Lange des Urmeters definiert, eines Prototyps aus Platin. Dessen Lange entsprach nach den damaligen Messungen dem zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Nordpol zum Aquator.

Der Meter ist dadurch definiert, dass der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c ein fester Wert zugewiesen wurde und die Sekunde (s) ebenfalls uber eine Naturkonstante, die Schwingungsfrequenz Dn_Cs definiert ist.^[1][2]

${\displaystyle c=299\,792\,458\,{\frac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} }}}$

${\displaystyle 1\,\mathrm {m} ={\frac {1}{299\,792\,458}}\cdot c\cdot \mathrm {s} ={\frac {9\,192\,631\,770}{299\,792\,458}}\cdot {\frac {c}{\Delta \nu _{\mathrm {Cs} }}}}$

Diese Festlegung gilt seit 1983; der heute gultige Wortlaut der Definition gilt seit 2019.

Die Langeneinheit Meter ist seit Ende des 18. Jahrhunderts in Gebrauch. Der Ursprung dieser Langeneinheit geht auf einen Beschluss der franzosischen Nationalversammlung zuruck, ein einheitliches Langenmass festzulegen. Dem gingen einige Vorschlage fur die Definition einer Langeneinheit voraus, die anders als die traditionellen Langenmasse nicht von der Lange menschlicher Gliedmassen (der Fingerbreite, dem Zoll, der Handbreite, der Handspanne, der Elle, dem Fuss, dem Schritt und dem Klafter) abgeleitet war. So schlug der Abbe Jean Picard 1668 als Langeneinheit das Sekundenpendel vor - also die Lange eines Pendels, das eine halbe Periodendauer von einer Sekunde hat. Im Schwerefeld von Europa hatte ein solches Pendel die Lange von etwa 0,994 m und kame der heutigen Definition des Meters ziemlich nahe.

Massgebend fur die neue Langeneinheit wurde jedoch nicht das Sekundenpendel, sondern sie sollte aus der Erdfigur abgeleitet werden. 1735 hatte die Pariser Akademie der Wissenschaften zwei Expeditionen zur Gradmessung in das heutige Ecuador (geleitet von La Condamine) und nach Lappland (geleitet von Maupertuis) entsandt, um die genauen Abmessungen der Erde festzustellen. Im Jahr 1793 setzte der franzosische Nationalkonvent - neben einem neuen Kalender - auch ein neues Langenmass fest: Der Meter sollte den 10-millionsten Teil des Erdquadranten auf dem Meridian von Paris betragen - also den zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Nordpol uber Paris zum Aquator. Ein Prototyp dieses Meters, das metre provisoire, basierend auf den Messungen von La Condamine und Maupertuis, wurde 1795 in Messing gegossen.^[3]

Zwischen 1792 und 1799 bestimmten Delambre und Mechain die Lange des Meridianbogens zwischen Dunkirchen und Barcelona (siehe Bilder). Aus einer Kombination mit den Ecuador-Lappland-Resultaten zur Form der Erde ergab sich ein neuer Wert fur die Distanz vom Pol zum Aquator und daraus die Lange des Meters zu 443,296 Pariser Linien, der 1799 fur verbindlich erklart und verkorpert als ein Platinstab (metre vrai et definitif) realisiert wurde. Dieser Prototyp wurde auch metre des archives oder Urmeter genannt.

Im 19. Jahrhundert kamen 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 km, sondern 10 001,966 km lang ist. Diese Lange gilt fur den Meridian von Paris, andere Meridiane konnen andere Langen haben. Ein Nebeneffekt war, dass man erkannte, dass die Erde kein exaktes Rotationsellipsoid ist, sondern eine unregelmassige Form hat. Die Erde hatte sich damit als ungeeignet zur Definition des Meters erwiesen. Deshalb wurde der Meter als die Lange eines konkreten Gegenstands festgesetzt - des Urmeters. Alle spateren Definitionen hatten das Ziel, dieser Lange moglichst genau zu entsprechen.

Im Jahr 1889 fuhrte das Internationale Buro fur Mass und Gewicht (BIPM) den Internationalen Meterprototyp als Prototyp fur die Einheit Meter ein.^[4] Dabei handelte es sich um einen Stab mit kreuzformigem Querschnitt. Als Material wurde eine Platin-Iridium-Legierung im Verhaltnis 90:10 gewahlt. Die Lange des Meters wurde festgelegt als der Abstand der Mittelstriche zweier Strichgruppen auf dem auf einer konstanten Temperatur von 0 degC gehaltenen Stab. Es wurden 30 Kopien dieses Prototyps hergestellt und an nationale Eichinstitute ubergeben.

Obgleich bei der Herstellung der Meterprototypen grosster Wert auf Haltbarkeit und Unveranderbarkeit gelegt worden war, war doch klar, dass diese grundsatzlich verganglich sind. Die Anfertigung von Kopien fuhrte zwangslaufig zu Abweichungen und - ebenso wie regelmassige Vergleiche der Kopien untereinander und mit dem Original - zum Risiko von Beschadigungen.

Als Abhilfe schlug Albert A. Michelson zu Beginn des 20. Jahrhunderts vor, den Meter anhand der Wellenlange von Spektrallinien zu definieren.^[5] 1951 entwickelten Ernst Engelhard und Wilhelm Kosters an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig die Krypton-86-Spektrallampe, die orangerotes Licht mit der damals stabilsten und am verlasslichsten reproduzierbaren Wellenlange erzeugte und die Prazision des Urmeters ubertraf. 1960 wurde der Meter dann offiziell neu definiert: Ein Meter war nun das 1 650 763,73fache der Wellenlange der von Atomen des Nuklids ⁸⁶Kr beim Ubergang vom Zustand 5d₅ zum Zustand 2p₁₀ ausgesandten, sich im Vakuum ausbreitenden Strahlung.^[6] Der Zahlenwert wurde dabei so gewahlt, dass das Ergebnis dem bis 1960 gultigen Meter mit der bestmoglichen Genauigkeit entsprach. Das Verstandnis dieser Definition setzte lediglich Kenntnisse in Atomphysik voraus. Waren diese und die notige Ausrustung vorhanden, so konnte die Lange eines Meters an jedem beliebigen Ort reproduziert werden. Der Meter war die erste Basiseinheit, die auf einer Naturkonstanten beruhte und unabhangig von Massverkorperungen und Messvorschriften realisiert werden konnte.

Mit der Kryptonlampe liess sich der Meter mit einer Prazision von 10^-8 realisieren. Mit der Entdeckung des Lasers aber wurden in den folgenden Jahren immer stabilere Lichtquellen und Messmethoden entwickelt. Insbesondere liess sich die Lichtgeschwindigkeit auf 1 m/s genau bestimmen, und die Prazision der Masseinheit Meter wurde der limitierende Faktor.^[7][8] Daher wurde 1975 auf der 15. Generalkonferenz fur Mass und Gewicht (CGPM) eine Neudefinition des Meters empfohlen.^[8] Fur den Zahlenwert der Lichtgeschwindigkeit wurde ein empfohlener Standardwert festgelegt.^[9] Die 17. CGPM beschloss am 20. Oktober 1983, die Lichtgeschwindigkeit nicht mehr zu messen, sondern die Langeneinheit uber den 1975 festgelegten Standardwert zu definieren.^[10] Der Meter wurde dadurch definiert als diejenige Strecke, die das Licht im Vakuum innerhalb des Zeitintervalls von 1/299 792 458 Sekunden durchlauft. Mit der Revision des SI im Jahr 2019 durch die 26. CGPM wurde lediglich der Wortlaut der Definition an den der anderen SI-Basiseinheiten angepasst.^[11]

Die Einheit Meter ist mit verschiedenen dezimalen Vielfachen in Verwendung, die mit den jeweiligen SI-Prafixen bezeichnet werden, beispielsweise:

Zusammensetzungen mit weiteren Prafixen wie Megameter (1 Mm = 10⁶ m = 1000 km) oder Gigameter (1 Gm = 10⁹ m = 1 Mio. km) sind wenig gebrauchlich. Fruher war der (nicht SI-konforme) Myriameter (M^yr)^[16] in Verwendung, 1 M^yr = 10 km, siehe Myriameterstein.

Hinweis: Das Zeichen ,,=" bedeutet eine per Definition festgelegte, exakte Entsprechung; das Zeichen ,," weist auf einen gerundeten Wert hin.

Der Norddeutsche Bund beschloss am 17. August 1868 durch die Norddeutsche Mass- und Gewichtsordnung (im Gesetz: Maass- und Gewichtsordnung fur den Norddeutschen Bund) die Einfuhrung des franzosischen Metersystems. Sie trat im Deutschen Reich am 1. Januar 1872 in Kraft.

Deutschland, Osterreich-Ungarn und die Schweiz gehorten zu den siebzehn Grundungsmitgliedern der 1875 geschaffenen Meterkonvention.

Der deutsche Einheitenname Meter geht auf frz. metre zuruck [aus lat. metrum, griech. metron = (Vers)mass, Silbenmass].^[17]

Der Einheitenname Meter war nach DIN 1301-1:2002-10 Neutrum (das Meter), analog zu den Ursprungssprachen. Mit DIN 1301-1:2010-10 wurde dagegen das Maskulinum (der Meter) als Norm festgelegt.^[18] Damit wurde die Fachsprache dem allgemeinen Sprachgebrauch angepasst, in dem das Maskulinum uberwiegt.^[17] ,,Das" Meter wird hingegen fur die Bedeutung als Messinstrument benutzt, etwa: das Thermometer.

Zur Frage, ob Meter nach Numerus und Kasus flektiert wird, kann man laut der Duden-Redaktion folgende Falle unterscheiden:^[19]

• Steht das, dessen Mass angegeben wird, direkt hinter der Masseinheit, wird - wie bei allen Masseinheiten mit maskulinem oder neutralem Genus - die endungslose Form verwendet: in 2 Meter Hohe oder in 100 Meter Entfernung
• Steht das, dessen Mass angegeben wird, nicht direkt hinter der Masseinheit, wird in der Regel die Form mit Flexionsendung verwendet (-s im Genitiv Singular, -n im Dativ Plural). Dabei ist es egal, ob das Gemessene uberhaupt nicht genannt wird (in 100 Metern) oder an einer anderen Stelle im Satz steht (in einer Entfernung von 100 Metern).
• Die Flexionsendung wird auch verwendet, wenn vor Zahl und Masseinheit noch ein Artikel steht: mit den 150 Metern Fussweg oder Vernachlassigung des einen Meters.

Vom Meter leiten sich die Flacheneinheit Quadratmeter und die Volumeneinheit Kubikmeter (und damit auch der Liter) ab. Ursprunglich definiert durch die Masse eines Liters Wasser, war auch das Kilogramm vom Meter abgeleitet.

• Hans-Joachim v. Alberti: Mass und Gewicht. Geschichtliche und tabellarische Darstellungen von den Anfangen bis zur Gegenwart. Akademie-Verlag, Berlin 1957.
• Johannes Hoppe-Blank: Vom metrischen System zum Internationalen Einheitensystem. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig 1975 (Bericht PTB-ATWD-5).
• Reinhard Kreutzfeldt: Das Archivmeter - Zur Begrundung des metrischen Systems vor 200 Jahren. In: Der Vermessungsingenieur. 3/99, Verlag Chmielorz, 1999, S. 156-158.
• Harald Schnatz: Lange - Die SI-Basiseinheit Meter. In: PTB-Mitteilungen. 1/2012, S. 7-22. (online)

• @1@2Vorlage:Toter Link/www.ptb.deDer Meter (Seite nicht mehr abrufbar. Suche in Webarchiven) - Artikel zur Definition und Realisierung, bei der PTB -->
• Der Meter - Artikel zur Definition (PTB)
• The BIPM and the evolution of the definition of the metre
• ZDFmediathek; Terra X: Die Jagd nach dem Urmeter (27. Januar 2016) (Dokumentarfilm uber die Vermessung von Delambre und Mechain 1792-1799)

1. | Neue Definitionen im Internationalen Einheitensystem (SI). (PDF) In: ptb.de. PTB, abgerufen am 28. September 2019.
2. | ,,Der Meter, Einheitenzeichen m, ist die SI-Einheit der Lange. Er ist definiert, indem fur die Lichtgeschwindigkeit in Vakuum c der Zahlenwert 299 792 458 festgelegt wird, ausgedruckt in der Einheit m/s, wobei die Sekunde mittels Dn_Cs definiert ist." Richtlinie (EU) 2019/1258 (PDF) - offizielle deutsche Ubersetzung aus: Le Systeme international d'unites. 9e edition, 2019 (die sogenannte ,,SI-Broschure").
3. | Andree Boger, Knut Seibt: ,,200 Jahre franzosisches Urmass, 130 Jahre metrisches Masssystem in Deutschland"
4. | Resolution 1 of the 1st CGPM. Sanction of the international prototypes of the metre and the kilogram. In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 1889, abgerufen am 12. April 2021 (englisch).
5. | Isaac Asimov: Michelson. In: Encyclopaedia Britannica. Abgerufen am 28. Juli 2019 (englisch).
6. | Resolution 6 of the 11th CGPM. Definition of the metre. In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 1960, abgerufen am 12. April 2021 (englisch).
7. | Johannes Kaufmann: Der Meter wird 30. In: ptb.de. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, 16. Oktober 2013, abgerufen am 19. Juni 2019.
8. | ^{a b} Protokoll der 15. Generalkonferenz fur Mass und Gewicht, 1975, Seite 65-70, abgerufen am 4. Oktober 2022, franzosisch
9. | Resolution 2 of the 15th CGPM. Recommended value for the speed of light. In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 1975, abgerufen am 12. April 2021 (englisch).
10. | Resolution 1 of the 17th CGPM. Definition of the metre. In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 1983, abgerufen am 12. April 2021 (englisch).
11. | Resolution 1 of the 26th CGPM. On the revision of the International System of Units (SI). Appendix 1. In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 2018, abgerufen am 12. April 2021 (englisch).
12. | ^{a b c d} Zu den deutschen Bezeichnungen Kette, Stab, Neuzoll und Strich:
    • Strich, Massbezeichnung. In: Brockhaus Konversations-Lexikon. 14. Auflage. Band 15: Social - Turken. Brockhaus, Leipzig 1896, S. 436 (retrobibliothek.de).
    • H. Balsam: Leitfaden der Planimetrie nebst einer Sammlung von Lehrsatzen und Aufgaben. Nachdruck der 1. Auflage von 1872, Salzwasser Verlag, Paderborn, ISBN 978-3-8460-4629-6, eingeschrankte Vorschau in der Google-Buchsuche.
    • Adam Freiherr v. Burg: Das Pendel als Zeit- und Langenmass mit dem Uebergange auf das metrische Mass und Gewicht. In: Verein zur Verbreitung naturwissenschaftlicher Kenntnisse in Wien (Hrsg.): Populare Vortrage aus allen Fachern der Naturwissenschaft. 16. Cyclus, Wien 1876, S. 509 (zobodat.at [PDF; 1,4 MB; abgerufen am 15. April 2018]).
13. | Resolution 7 of the 9th CGPM. Writing and printing of unit symbols and of numbers. In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 1948, abgerufen am 12. April 2021 (englisch).
14. | Resolution 7 of the 13th CGPM. Abrogation of earlier decisions (micron, new candle). In: bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 1967, abgerufen am 12. April 2021 (englisch).
15. | K. Rauschert, J. Voigt, I. Wilke, K-Th. Wilke: Chemische Tabellen und Rechentafeln fur die analytische Praxis. 11. Auflage. Europa-Lehrmittel, 2000, ISBN 978-3-8085-5450-0, S. 20.
16. | Grossh. Badisches Centralbureau fur Meteorologie und Hydrographie: Der Rheinstrom und seine wichtigsten Nebenflusse. Ernst & Korn, Berlin 1889.
17. | ^{a b} DUDEN - Das grosse Worterbuch der deutschen Sprache. Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus, Mannheim 2000, ISBN 3-411-71001-2.
18. | DIN 1301-1:2010-10 Einheiten - Teil 1: Einheitennamen, Einheitenzeichen, Oktober 2010.
19. | Duden, Band 9: Richtiges und gutes Deutsch, danach knapp zusammengefasst Juliane Topka: Meter oder Metern?

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• Technische Masseinheit
• MTS-Einheit
• Langeneinheit

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