長度單位的來由簡短的

1.長度單位米的由來

國際單位制的長度單位“米”（meter,metre）起源于法國。

1790年5月由法國科學家組成的特別委員會，建議以通過巴黎的地球子午線全長的四千萬分之一作為長度單位——米，1791年獲法國國會批準。為了制造出表征米的量值的基準器，在法國天文學家捷梁布爾和密伸的領導下，于1792~1799年，對法國敦克爾克至西班牙的巴塞羅那進行了測量。

1799年根據測量結果制成一根3. 5毫米*25毫米短形截面的鉑桿（platinum metre bar），以此桿兩端之間的距離定為1米，并交法國檔案局保管，所以也稱為“檔案米”。這就是最早的米定義。

2.厘米的由來,厘米的來歷

國際單位制的長度單位“米”（meter,metre）起源于法國。1790年5月由法國科學家組成的特別委員會，建議以通過巴黎的地球子午線全長的四千萬分之一作為長度單位——米，1791年獲法國國會批準。為了制造出表征米的量值的基準器，在法國天文學家捷梁布爾和密伸的領導下，于1792~1799年，對法國敦克爾克至西班牙的巴塞羅那進行了測量。1799年根據測量結果制成一根3.5毫米*25毫米短形截面的鉑桿（platinum metre bar），以此桿兩端之間的距離定為1米，并交法國檔案局保管，所以也稱為“檔案米”。這就是最早的米定義。

由于檔案米的變形情況嚴重，于是，1872年放棄了“檔案米”的米定義，而以鉑依合金（90%的鉑和10%的銥）制造的米原器作為長度的單位。米原器是根據“檔案米”的長度制造的，當時共制出了31只，截面近似呈x形，把檔案米的長度以兩條寬度為6~8微米的刻線刻在尺子的凹槽（中性面）上。1889年在第一次國際計量大會上，把經國際計量局鑒定的第6號米原器（31只米原器中在0℃時最接近檔案米的長度的一只）選作國際米原器，并作為世界上最有權威的長度基準器保存在巴黎國際計量局的地下室中，其余的尺子作為副尺分發給與會各國。規定在周圍空氣溫度為0℃時，米原器兩端中間刻線之間的距離為1米。1927年第七屆國際計量大會又對米定義作了嚴格的規定，除溫度要求外，還提出了米原器須保存在1標準大氣壓下，并對其放置方法作出了具體規定。

但是使用米原器作為米的客觀標準也存在很多缺點，如材料變形；測量精度不高（只能達0.1μm）。很難滿足計量學和其他精密測量的需要。另外，萬一米原器損壞，復制將無所依據，特別是復制品很難保證與原器完全一致，給各國使用帶來了困難。因此，采用自然量值作為單位基準器的設想一直為人們所向往。20世紀50年代，隨著同位素光譜光源的發展。發現了寬度很窄的氪-86同位素譜線，加上干涉技術的成功，人們終于找到了一種不易毀壞的自然標準，即以光波波長作為長度單位的自然基準。

1960年第十一屆國際計量大會對米的定義作了如下更改：“米的長度等于氪-86原子的2p10和5d1能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍”。這一自然基準，性能穩定，沒有變形問題，容易復現，而且具有很高的復現精度。我國于1963年也建立了氪-86同位素長度基準。米的定義更改后，國際米原器仍按原規定保存在國際計量局。

隨著科學技術的進步，70年代以來，對時間和光速的測定，都達到了很高的精確度。因此，1983年10月在巴黎召開的第十七屆國際計量大會上又通過了米的新定義：“米是1/299792458秒的時間間隔內光在真空中行程的長度”。這樣，基于光譜線波長的米的定義就被新的米定義所替代了。

分米（decimeter或dm）是長度的公制單位之一，1分米相當于1米的十分之一。

0.1 米（m） = 1 分米

10 厘米（cm） = 1 分米

100 毫米（mm） = 1 分米

10 分米 = 1 米（m）

0.1 分米 = 1 厘米（cm）

0.01 分米 = 1 毫米（mm）

3.所有基本單位的來歷

一、米國際單位制的長度單位“米”（meter,metre）起源于法國。

1790年5月由法國科學家組成的特別委員會，建議以通過巴黎的地球子午線全長的四千萬分之一作為長度單位──米，1791年獲法國國會批準。為了制造出表征米的量值的基準器，在法國天文學家捷梁布爾和密伸的領導下，于1792~1799年，對法國敦克爾克至西班牙的巴塞羅那進行了測量。

1799年根據測量結果制成一根3.5毫米*25毫米短形截面的鉑桿（platinum metre bar），以此桿兩端之間的距離定為1米，并交法國檔案局保管，所以也稱為“檔案米”。這就是最早的米定義。

由于檔案米的變形情況嚴重，于是，1872年放棄了“檔案米”的米定義，而以鉑依合金（90%的鉑和10%的銥）制造的米原器作為長度的單位。米原器是根據“檔案米”的長度制造的，當時共制出了31只，截面近似呈X形，把檔案米的長度以兩條寬度為6~8微米的刻線刻在尺子的凹槽（中性面）上。

1889年在第一次國際計量大會上，把經國際計量局鑒定的第6號米原器（31只米原器中在0℃時最接近檔案米的長度的一只）選作國際米原器，并作為世界上最有權威的長度基準器保存在巴黎國際計量局的地下室中，其余的尺子作為副尺分發給與會各國。規定在周圍空氣溫度為0℃時，米原器兩端中間刻線之間的距離為1米。

1927年第七屆國際計量大會又對米定義作了嚴格的規定，除溫度要求外，還提出了米原器須保存在1標準大氣壓下，并對其放置方法作出了具體規定。 1983年10月在巴黎召開的第十七屆國際計量大會上又通過了米的新定義：“米是1/299792458秒的時間間隔內光在真空中行程的長度”。

這樣，基于光譜線波長的米的定義就被新的米定義所替代了。實際上，米是被定義為光在以鉑原子鐘測量的O.000000003335640952秒內走過的距離（取這個特別的數字的原因是，因為它對應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刻度之間的距離）。

同樣，我們可以用叫做光秒的更方便更新的長度單位，這就是簡單地定義為光在一秒走過的距離。現在，我們在相對論中按照時間和光速來定義距離，這樣每個觀察者都自動地測量出同樣的光速（按照定義為每0.000000003335640952秒之1米） 。

二、秒1820年法國科學院正式提出：一個平太陽日的1/86400為一個平太陽秒，稱為世界時秒長。 不過，發展出擺鐘來保持平時（相對于日晷所顯示的視時），使得秒成為可測量的時間單位。

秒擺的擺長在1660年被倫敦皇家學會提出作為長度的單位，在地球表面，擺長約一米的單擺，一次擺動或是半周期（沒有反復的一次擺動）的時間大約是一秒。 在1956年，秒被以特定歷元下的地球公轉周期來定義，因為當時天文學家知道地球在自轉軸上的自轉不夠穩定，不足以作為時間的標準。

紐康的太陽表以1900年的暦元描述太陽的運動，所依據的是1750年至1892年的觀測。In 1956.秒的定義如下： 自歷書時1900年1月1日12時起算的回歸年的31,556,925.9747分之一為一秒 在1960年，這個定義由第十一次的國際度量衡會議通過。

雖然這個定義中的回歸年的長度不能進行實測，但可以經由線性關系的平回歸年的算式推導，因此，有一個具體的瞬時回歸年長度可以參考。因為秒是用于大半個20世紀太陽和月球的星歷表中的獨立時間變量（紐康的太陽表從1900年使用至1983年，布朗的月球表從1920年使用至1983年），因此這個秒被稱為歷書秒。

隨著原子鐘的發展，秒的定義決定改采用原子時做為新的定義基準，而不再采用地球公轉太陽定義的歷書秒。 經過多年的努力，英國國家實驗室的路易斯?埃森和美國海軍天文臺的威廉?馬克維茲測量出銫原子的超精細躍遷周期和暦書秒的關系。

使用過去普通的測量方法，接收來自無線電臺、WWV的訊號，使用一個原子鐘來測量時間，他們確定了月球相對于地球的軌道運動，也推斷出太陽表面可能有相對于地球的運動。結果，在1967年的第13屆國際度量衡會議上決定以原子時定義的秒作為時間的國際標準單位： 銫133原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9,192,631,770個周期的持續時間。

三、伏特在國際單位制中安培是基本電學單位，伏特的SI定義是以安培和力學單位瓦特導出的。 依據國際單位制的基本電學單位安培，伏特定義為："在載荷1A恒定電流的導線上，當兩點之間導線上的功率耗散為1W(1W=1 J/S)時，這兩點之間的電位差"。

電壓的確定理論上是這樣，但是實際使用的電壓基準是利用約瑟夫森效應，從時間頻率基準導出的。在兩塊超導體之間隔以極薄的絕緣層，即構成一個約瑟夫森結。

按照量子力學的規律，超導電流可以穿透絕緣層而在結內流動。如果在絕緣層的兩邊加上直流電壓V，則結內會流動頻率為f的高頻交變超導電流，且電壓，其中h為普朗克常數，e為基本電荷。

這樣，電壓V可以由基本物理常數h和e的比值及頻率f的數值決定，此即為約瑟夫森效應。f的測定不確定度可達到10-13量級。

所以由約瑟夫森效應得到的結電壓在原則上可達到與頻率標準相近的穩定度和復現性。 單個約瑟夫森結的結電壓僅為毫伏量級。

1984年，聯邦德國及美國利用約1500個約。

4.米的長度來源

1790年，法國大革命的立憲會議為制定統一的計量單位而成立了一個有著名物理學家和數學家參加的度量衡專門委員會。

該委員會選擇了地球子午線的4千萬分之一作為長度單位，并將它命名為“米”。1799年，法國制成了這樣的一把“米尺”。

地球子午線的長度看上去是自然界存在的一個不變量，但它的實際長度卻是通過人工測量得到的。1817年對地球子午線所作的較前更精密的測量表明，1799年制備的米尺標準比地球子午線的4千萬分之一大約要短0.08毫米。

這一事實使科學家們不得不重新考慮原先的想法是否妥當，因為隨著測量技術的不斷發展，對于午線長度的數值將不斷有新的修正。在每次重新測量地球子午線之后，都不得不制作新的標準米尺，這顯然違反了長度標準應當千百年不變的初衷。

于是在經過多次國際會議協商以后決定，放棄把地球子午線的4千萬分之一作為長度單位，而就用1799年制成的米尺作為標準長度單位，現在它保存在法國塞夫勒的國際計量局里。進入20世紀后，人們越來越注意到一些自然界常數與實驗裝置無關，并且不隨時間而變化（至少從現有的物理常識來看是這樣的）。

于是，一種新的確定度量衡標準的思想產生了：放棄實物標準，代之自然界的常數。這導致在1960年確定國際單位制（SI）。

在國際單位制中，“米”的長度等于同位素氪86原子的2p10能級與5d5能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍。而且原子的特征光輻射波長不會隨時間而變化，一萬年前與一萬年后氪86原子在這兩個能級之間躍遷時輻射的光波長是一樣的。

1983年，人們又給“米”下了新定義：“米是光在真空中在1/299792458秒的時間間隔內運行距離的長度。” copy來的，希望對你有用。

5.計量單位的來歷

教學內容：課本第88、89頁，練習十七第1-5題。

教學目標：1、使學生知道計量的產生，加深對計量重要性的認識。

2、進一步掌握常用的長度、面積、重量和時間的進率。

教學重點：各類量相鄰計量單位的進率。

教學難點：體會計量單位的實際大小。

教學過程：

一、引言

在生產和生活中，人們經常需要量物體的長度、量土地的面積、稱物體的重量、計算勞動的時間等等。像計量長度、面積、時間等這些活動都用哪些單位？這就是我們今天要學習的內容。（板書課題：常用的計量單位）

二、新授

1、總結歸納長度單位。

(1)提問：我們學過哪些長度單位？

引導學生從大到小說出 “千米、米、分米、厘米、毫米”，并板書。

再讓學生在米尺上找一找1米、1分米、1厘米、1毫米的長度，然后讓學生聯系實際想一想1千米有有多長。

(2)長度單位間的進率

學生填寫書上的表，填完后再說一說它們間進率。

2、總結歸納面積單位。

(1)提問：回憶一下你學過的面積單位有哪些？

板書：平方千米、公頃、平方米、平方分米、平方厘米。

讓學生用手勢表示一下這些單位有多大。

(2)面積單位間的進率。

讓學生結合方格圖回答每相鄰兩個單位間的進率是多少，怎樣從小到大排列這些面積單位？再把結果填到書上。

3、歸納總結質量單位。

(1)提問：我們學過哪些質量單位？

板書：噸、千克、克。

(2)你知道它們之間的進率嗎？

讓學生填寫89 頁的質量單位表。

(3)教師把“1千克”重的一袋食鹽讓學生親自掂一掂，使學生對1千克實際有多重有明確的表象認識。

4、歸納總結時間單位。

(1)提問：我們學過哪些時間單位？

板書：年、月、日、時、分、秒、世紀。

(2)教師說明日、平年、閏年的來歷。

日（天）：地球自轉一周所用的時間叫做一日。

年：地球繞太陽旋轉一周所用的時間叫做一年。

平年：由于旋轉一周的時間不是整天數，而是365天5小時48分46秒，所以就規定1平年=365天。

閏年：由于4個平年就少算一天，所以規定一般4年加一天，該年就叫做閏年，有366天。這一天加在二月份。

世紀的算法：100年是一個世紀。從公元元年到100年是一世紀，從公元101年到200年是2世紀……從公元1901到2000年是二十世紀。今年是2002年，是21世紀。

(3)整理時間單位表。

學生獨立填寫后，教師歸納說明：

時間單位不是十進的，因此要認真記住。

三、鞏固練習。

1、練一練。

2、練習十七第1、2、5題。

四、課堂作業。

練習十七第3、4題

6."米"的歷史變遷（簡潔些的）

單位制沿革 古代常以人體的一部分作為長度的單位。

例如我國三國時期（公元三世紀初）王肅編的《孔子家語》一書中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋。”兩臂伸開長八尺，就是一尋。

還有記載說：“十尺為丈，人長八尺，故曰丈夫。”可見，古時量物，寸與指、尺與手、尋與身有一一對應的關系。

西方古代經常使用的長度單位中有所謂的“腕尺”，約合52~53厘米，與從手的中指尖到肘之間的長度有密切關系。 也有用實物作為長度單位依據的。

例如，英制中的英寸來源于三粒圓而干的大麥粒一個接一個排成的長度。 多少年來世界各國通行種類繁多的長度單位，甚至一個國家或地區在不同時期采用不同的長度單位，雜亂無章，極不統一，對商品的流通造成許多麻煩。

所以，隨著科學技術的進步，長度單位逐漸趨于統一，這個進程早在幾百年前就已經開始了。 1790年法國國民議會通過決議，責成法國科學院研究如何建立長度和質量等基本物理量的基準，為統一計量單位打好基礎。

次年，又決定采用通過巴黎的地球子午線的四分之一的千萬分之一為長度單位，選取古希臘文中“metron”一詞作為這個單位的名稱，后來演變為“meter”，中文譯成“米突”或“米”。從1792年開始，法國天文學家用了7年時間，測量通過巴黎的地球子午線，并根據測量結果制成了米的鉑質原器，這支米原器一直保存在巴黎檔案局里。

法國人開創米制后，由于這一體制比較科學，使用方便，歐洲大陸各國相繼采用。 后來又作了測量，發現這一米原器并不正好等于地球子午線的四千萬分之一，而是大了0.2毫米。

人們認為，以后測量技術還會不斷進步，熱必會再發現偏差，與其修改米原器的長度，不如就以這根鉑質米原器為基準，從而統一所有的長度計量。 1875年5月20日由法國政府出面，召開了20個國家政府代表會議，正式簽置了米制公約，公認米制為國際通用的計量單位。

同時決定成立國際計量委員會和國際計量局。到1985年10月止，米制公約成員國已有47個。

我國于1977年參加。 國際計量局經過幾年的研究，用含鉑90%、銥10%的合金精心設計和制成了30根橫截面呈X琪的米原器。

這種形狀最堅固又最省料，鉑銥合金的特點則是膨脹系數極小。這30根米原器分別跟鉑質米原器比對，經過遴選，取其中一根作為國際米原器。

1889年，國際計量委員會批準了這項工作，并且宣布：1米的長度等于這根截面為X形的鉑銥合金尺兩端刻線記號間在冰融點溫度時的距離。 其余一些米原器都與國際米原器作過比對，后來大多分發給會員國，成為各國的國家基準，以后每隔幾十年都要進行周期檢定，以確保長度基準的一致性。

然而實際上米原器給出的長度并不一定正好是1米，由于刻線工藝和測量方法等方面的原因，在復現量值時總難免有一定誤差，這個誤差不小于0.1微米，也就是說，相對誤差可達1*10e(-7)。時間長了，很難保證米原器本身不會發生變化，再加上米原器隨時都有被破壞的危險。

所以，隨著科學與技術的發展，人們越來越希望把長度的基準建立在更科學、更方便和更可靠的基礎上，而不是以某一個實物的尺寸為基準。光譜學的研究表明，可見光的波長是一些很精確又很穩定的長度，有可能當作長度的基準。

19世紀末，在實驗中找到了自然鎘（Cd）的紅色譜線，具有非常好的清晰度和復現性，在15攝氏度的干燥空氣中，其波長等于 y=6438.4696*10e(-10)米。 1927年國際協議，決定用這條譜線作為光譜學的長度標準，并確定1米=1553164.13yCd，人們第一次找到了可用來定義米的非實物標準。

科學家繼續研究，后來又發現氪（ 86 Kr）的橙色譜線比鎘紅線還要優越。1960年，在第十一屆國際計量大會上，決定用氪（86Kr）橙線代替鎘紅線，并決定把米的定義改為： “米的長度等于相當于氪（86Kr）原子的2P10到5d5能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍。”

這個基準的精確度相當高，相對誤差不超過4*10e(-9)?，相當于在1千米長度測量中不差4毫米。 但是原子光譜的波長太短，又難免受電流、溫度等因素的影響，復現的精確度仍受限制。

60年代以后，由于激光的出現，人們又找到了一種更為優越的光源，用激光代替氪譜線，可以使長度測量得更為準確。只要確定某一時間間隔，就可從光速與這一時間間隔的乘積定義長度的單位。

80年代，用激光測真空中的光速c，得c=299792458米/秒。 1983年10月第十七屆國際計量大會通過了米的新定義：“米是光在真空中1/299792458秒的時間間隔內所經路程的長度”。

新的米定義有重大科學意義。從此光速c成了一個精確數值。

把長度單位統一到時間上，就可以利用高度精確的時間計量，大大提高長度計量的精確度。

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