길이의 단위 (미터) 단위 바로알기

길이의 단위 (미터) 단위 바로알기     [ 미터는 빛이 진공에서 299 792 458 분의 1초 동안 진행한 경로의 길이이다 ] (제 17차 CGPM/1983) 변하지 않은 길이를 찾아서 프랑스 대혁명이 일어난 직후인 1970년 과학자들은 ‘미터법’이라는 새로운 단위 시스템을 개발한다. 그들의 최우선 과제는 변하지 않는 길이를 찾는 일이었다. 그들은 극에서 적도까지의 길이의 1000 만분의 1을 1 m로 하자고 결정하였다. [ 1 m = 극에서 적도까지의 길이의 1000 만분의 1 ] (최초의 미터 기준) 이 길이를 바탕으로 1 m의 길이표준을 정하여 만든 것이 1889년부터 1960년까지 사용된백금-이리듐 합금제 미터원기이다. [길이의 단위는 미터(Meter, 기호 m)이며 이는 국제도량형국(BIPM)에 소장되어 있는 백금-이리듐제의 국제미터원기가 0도일 때 그 위에 표시되어 있는 두 중앙선 간의 거리로 정의된다] 발상의 전환 현재 지구의 남극에서 북극까지를 잇는  자오선의 한바퀴의 길이를 다시 정밀하게 잰 결과 약 0.02 %가량 더 길다는 것을 알게 되었다. 따라서 1 m의 길이표준인 백금-이리듐 합금제 미터원기는 실제 자오선 한바퀴의 4,000만분의 1보다 약간 짧은 것이 되었다. 게다가 지구는 오랜 세월에 걸쳐 크기가 바뀐다는 사실을 알았다. 그렇다면 과연 변하지 않은 길이는 어디에 존재하는가? 과학자들은 변하지 않은 길이를 찾아 또 다시 탐구하던 끝에 발상의 전환을 한다. [변하지 않은 절대적 표준이 굳이 물리적인 물체의 길이일 필요가 있는가] 그리하여, 1960년에는 크립톤 86원자가 내는 주황색 스펙트럼선을 기준파장으로 하는 미터를 정의하여 사용하는 과정을 거치기도 하였다. [미터는 크립톤 86 원자의 2p10 과 5d5 준위선간의 전이에 대응하는 복사선의 진공 중에서  1 650 763.73 파장과 같은 길이이다.] 빛 속도에 근거한 표준 물리학의 모든 법칙을 존재케하는 기본 상수중의 하나가 바로 ‘빛의 속도는 변하지 않는다’는 가정이었다. 그러나 실제 그 값이 얼마인가 하는 것은 측정 단위에 의하여 정해진다. 그러므로 미터와 시간의 단위가 독립적으로 정의되었을 때에는 빛의 속력도 측정에 의해서 그 값이 결정되었으므로 이에 따를 불확도를 가질 수 밖에 없었다. 즉 미터의 정의가 바뀌기 전의 빛의 속력은 보통 299 792 458(1.2) m/s 으로 나타내었는데 이때 괄호 속의 숫자는 불확도를 나타내는 것으로 1 (1 표준편차) 값을 나타내었고, 또는 문헌에 따라 신뢰 수준 99 %를 갖는 확장불확도 값으로 4 × 10 -9 으로 표시하기도 했다. 그러나 이제는 빛의 속력이 미터의 정의에서 보이는 값을 갖는 것으로 고정된다는 의미이다. 따라서 불확도가 영(0)인 정확한 값이 되고, 그 대신 미터의 정의가 빛의 속력에 바탕을 두게 된 것이다. 1983년에 이를 바탕으로 시간 표준과 연계된 미터정의를 새로이 채택하였다. [미터는 빛이 진공에서 299 792 458 분의 1초 동안 진행한 경로의 길이이다.] (제 17차 CGPM/1983) 빛이 일정시간 동안 진행한 거리를 측정하는 데에는 까다로운 기술이 필요하다. 따라서 보다 쉽게 미터 정의를 현시하기 위해서는 빛의 주파수가 안정화 된 레이저등의 파장을 이용한다.