計(jì)量與光什么關(guān)系？為什么2015年世界計(jì)量日主題定為計(jì)量與光？這要從米制定義的變遷說(shuō)起。

　　作為長(zhǎng)度單位的基準(zhǔn)，米是7個(gè)基本單位之一，與非常多的導(dǎo)出單位均有關(guān)系，從熟知的面積、體積、壓力、壓強(qiáng)、照度、密度、力矩到比熱容、表面張力、功率密度、電導(dǎo)率、黏度、導(dǎo)熱系數(shù)、熵等。

　　米的定義最早起源于1790年5月，以法國(guó)科學(xué)家組成的特別委員會(huì)建議以通過(guò)巴黎的地球子午線全長(zhǎng)的四千萬(wàn)分之一作為長(zhǎng)度單位“米”，隨后建立米原器，保存于法國(guó)檔案局，這是最早的米原器，也稱“檔案米”。但米原器存在諸多缺點(diǎn)，如材料變形，計(jì)量精度低，復(fù)制品依據(jù)難等。

　　隨著原子物理與量子力學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)量子效應(yīng)比宏觀現(xiàn)象具有更好的不變性！如電子在原子中運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它受到外界作用時(shí)，其能量發(fā)生的變化是不連續(xù)的，只能在允許的能級(jí)之間躍遷。躍遷的能量變化ΔE=hν，式中h是一個(gè)恒定不變的量，稱為普朗克常數(shù)。

　　普朗克早在1906年就建議用基本物理常數(shù)來(lái)定義計(jì)量基本單位，但介于當(dāng)時(shí)的計(jì)量精度，這個(gè)想法并不能實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)椋m然物理常量具有恒定性，但還需要考慮計(jì)量的精準(zhǔn)性。

　　20世紀(jì)50年代，隨著同位素光譜光源的發(fā)展。發(fā)現(xiàn)了寬度很窄的氪－86同位素譜線，加上干涉技術(shù)的成功，人們終于找到了一種不易毀壞的自然標(biāo)準(zhǔn)，即以光波波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度單位的自然基準(zhǔn)。

　　于是在1960年第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上，米的定義被變更為“米的長(zhǎng)度等于氪－86原子的2P10和5d1能級(jí)之間躍遷的輻射在真空中波長(zhǎng)的 1650763．73倍”。

　　米的定義更改后，國(guó)際米原器仍按原規(guī)定保存在國(guó)際計(jì)量局。

克爾盒法測(cè)光速

　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，70年代以來(lái)，對(duì)時(shí)間和光速的測(cè)定，都達(dá)到了很高的精確度。如銫-133原子的超精細(xì)結(jié)構(gòu)分量之間的躍遷的頻率現(xiàn)已用于定義時(shí)間單位秒，其頻率復(fù)現(xiàn)性已達(dá)10－15量級(jí)；激光頻率測(cè)量的準(zhǔn)確度也已達(dá)到10－14量級(jí)。頻率是當(dāng)今人類測(cè)量中最準(zhǔn)確的物理量。由于可同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量高穩(wěn)定激光波長(zhǎng)λ和頻率v，就能夠通過(guò)с=λv來(lái)準(zhǔn)確定出真空中的光速с，長(zhǎng)度單位可以通過(guò)時(shí)間單位（頻率的倒數(shù)）和光速с導(dǎo)出。

　　因此在1983年10月在巴黎召開的第十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上又通過(guò)了米的新定義：“米是1／299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)光在真空中行程的長(zhǎng)度”。實(shí)際上，米是被定義為光在以鉑原子鐘測(cè)量的0.000000003335640952秒內(nèi)走過(guò)的距離（取這個(gè)特別的數(shù)字的原因是，因?yàn)樗鼘?duì)應(yīng)于歷史上的米的定義——按照保存在巴黎的特定鉑棒上的兩個(gè)刻度之間的距離）。這樣，基于光譜線波長(zhǎng)的米的定義就被新的米定義所替代了。從此人類對(duì)長(zhǎng)度的計(jì)量上，有了一把絕對(duì)的尺子！

邁克爾遜用轉(zhuǎn)動(dòng)八面鏡法測(cè)定光速

　　介于新米制高度的穩(wěn)定性和成熟的計(jì)量方法，法、俄、德等17個(gè)國(guó)家于1875年5月20日簽署了《國(guó)際米制公約》。今年5月20日是國(guó)際米制公約簽署40周年，以光速定義的米制實(shí)現(xiàn)了百年前普朗克提出的創(chuàng)想，代表著新的計(jì)量時(shí)代的開端！因此，今年世界計(jì)量日，將計(jì)量與光作為主題。因?yàn)樽源酥螅祟愑辛艘话呀^對(duì)的尺子，而這把尺子，來(lái)自宇宙開創(chuàng)之初的上帝！

---