측정기의 기초 지식

길이 단위의 역사

(1)인체 기준

길이의 기본 단위를 정하는 방법은 시대와 함께 크게 변화해 왔습니다.과거에는 인체를 기준으로 삼았는데, 예를 들어 고대 메소포타미아나 이집트, 로마 등에서는 팔꿈치 부분부터 손가락 끝까지의 길이를 1큐빗이라는 단위로 나타냈습니다.다만, 그 길이가 지역에 따라 조금씩 달라서 450~500 mm의 차이가 있었습니다.정밀한 시공 정도로 유명한 이집트의 피라미드는 길고 짧은 2종류의 큐빗이 이용되었다고 합니다.이 시대에 길이의 기준이 된 것은 국왕 등 권력자의 신체였다고 합니다.오늘날에도 야드나 풋(피트), 인치는 인체를 기원으로 하는 길이 단위로 미국 등에서 사용되고 있습니다.

인체가 길이의 단위(1큐빗)
인체가 길이의 단위(1큐빗)

(2)지구 기준

인체를 기준으로 한 길이의 단위는 수천 년에 걸쳐 사용되었습니다.이 단위가 크게 바뀐 시점은 약 200년 전입니다.대항해 시대를 거쳐 서구를 중심으로 공업이 번성해지자 길이의 기준을 세계 규모로 통일할 필요성이 생겼습니다.단위를 통일시키고자 하는 논의는 17세기 유럽에서 시작되었고, 1세기 이상 논의를 거듭한 끝에 1791년 프랑스가 미터(그리스어로 「측정하다」라는 의미)라는 단위를 제창했습니다.그때 기준이 된 것은 지구의 북극과 적도를 잇는 자오선의 거리로, 그 1천만분의 1을 1미터로 정했습니다.이후 19세기 말이 되자 세계 규모로 치수의 기준을 맞출 필요가 있어 산화나 마멸이 적은 백금 이리듐 합금을 이용한 미터 원기가 프랑스에서 제작되었습니다.

북극과 적도를잇는 자오선의 1000만분의 1을1 m로 결정
A
북극
B
적도

북극과 적도를잇는 자오선의 1000만분의 1을1 m로 결정

(3)광속 기준

지구 기준의 단위는 당초부터 측량의 어려움이 지적되었고, 미터 원기에 대해서도 제작 시의 오차나 경년변화 문제로 새로운 기준 제정이 논의되었습니다.1960년에 개최된 국제도량형총회(CGPM)에서는 크립톤86 원소가 진공 상태에서 방출하는 주황색 파장을 기준으로 1미터의 길이를 규정했습니다.또한, 1983년에는 레이저 기술의 발전에 힘입어 빛의 속도와 시간을 기준으로 1미터가 결정되었습니다.이 때 「1초의 299,792,458분의 1이라는 시간 동안 빛이 진공 상태에서 나아가는 거리」가 오늘날의 1미터로 정의되었습니다.

1/299,792,458초 동안 나아간 거리 = 1 m
A

299,792,458분의 1초 동안 나아간 거리 = 1 m