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先说答案,现在的长度单位“米”不是测定的,而是人为定义的一个常数,它与光速有关——光在真空中传播1/299792458秒的距离。
在19世纪80年代,人们用铂铱合金制作了定义“1米”长度的米原器。但正如题主在问题描述中所说的,如果用米原器的长度来定义“1米”,不但会存在测量误差,而且米原器本身的长度也会随着时间而发生轻微的变化。到了20世纪60年代,人们用氪-86原子的能级跃迁来定义米的长度。虽然这种定义方法的精度提高了,但氪-86不容易获得。
而在20世纪初,爱因斯坦创立了狭义相对论之后,人们才认识到了光速的特殊性质——它的大小与参照系的选择无关。举个例子,一辆运动的汽车发出一道光,那么,无论是在车上的观测者,还是在地面上相对于光做任何运动的观察者,这道光相对于他们的速度都是相等大小的光速。
随着测量方法的不断改进,测量光速的精度不断提高。到了20世纪70年代,人们测出的真空光速约为299792458 米/秒,其不确定性已经变得非常低。由于光速的不变性,并且人们也测得了足够精确的光速,所以反过来用光速来定义米,这样就能省去很多问题。根据一系列的光速测量结果,人们把真空光速定义为准确的299792458 米/秒,然后再把光在真空中走了1/299792458秒的距离定义为“1米”。
之所以把光速定义成299792458 米/秒,这是因为根据原先基于米原器或者氪-86定义的长度单位“米”,测出的光速大约为299792458 米/秒(后面还有小数点),所以把这个数值抹去小数点之后,新的定义不会使原来的1米长度发生明显的变化,这也就不会影响到原先与长度有关的物理量。
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