Ein Problem der früheren Längenmessungen war, dass praktisch jeder Herrscher seine eigenen Einheiten hatte. Yard und Inch, die heute noch in vielen englischsprachigen Ländern verwendet werden (etwa in den USA), sollen zum Beispiel auf den englischen König Heinrich I. zurückgehen (etwa um 1100 n. Chr.). Ein Yard war der Abstand von seiner Nasenspitze bis zum Daumen seines ausgestreckten Armes und ein Inch die Breite seines Daumens. Was aber machen, wenn grad kein König zum Nachmessen da ist? Wie groß sind etwa dein Yard und dein Inch?
… jeder Herrscher war Herr über die Einheiten!
Yard (0,91 m) und Inch (2,54 cm) nach König Heinrich I
Um das Problem der individuellen Maße zu umgehen versuchte man in Frankreich, das Maß der Länge über den Erdumfang zu definieren. Der bleibt ja schließlich immer gleich! Die Einheit Meter wurde 1793 „geboren„. Ludwig XVI. von Frankreich erließ ein Dekret, in dem diese neue Längeneinheit als der zehnmillionste Teil der Strecke vom Nordpol zum Äquator definiert wurde. Anders gesagt: Ein Viertel des Erdumfangs sind 107 m. Das Meter (in der Technik verwendet man tatsächlich den etwas schrägen Artikel „das“) wurde daher zum Naturmaß. Zur genauen Vermessung wählte man das Teilstück des Meridians aus, das zwischen Barcelona und Dünkirchen durch Paris verläuft.
Definition des Meters nach 1793
Die Forscher waren zur Vermessung des Meridians 7 Jahre unterwegs, und es wäre unglaublich aufwändig gewesen, diese Messung zu wiederholen!
Deshalb wurde 1799 das Naturmaß durch ein Kunstmaß ersetzt, nämlich einen Maßstab aus einer Platin-Iridium-Legierung. Dieser Urmeterstab wird in Paris aufbewahrt. Die Länge des Meters wurde zwischen den Mittelstrichen an beiden Enden (siehe Abb.) bei 0°C mit einer Genauigkeit von 0,01 mm gemessen.
Ein Ende des Urmeterstabs. Die Abmessung erfolgt beim mittleren der drei Striche.
In der Vergrößerung sieht man, dass der Strich natürlich etwas „ausgefranst„ ist, was Ungenauigkeiten hervorruft.
Mit zunehmendem technischem Fortschritt war aber auch diese Meterfestlegung nicht mehr genau genug. Daher vereinbarte man 1960, dass 1 Meter ein bestimmtes Vielfaches der Wellenlänge des Lichtes ist, das von einem Krypton-86-Atom ausgesandt wird (es ist genau das 1 650 763,73-fache dieser Wellenlänge). Dabei handelt es sich wieder um ein Naturmaß.
Definition des Meters mit Hilfe der Wellenlänge von Krypton-86 aus dem Jahr 1960
Längeneinheit über Naturkonstante
Am genauesten ist die momentan gültige Definition, die aus dem Jahr 1983 stammt.
Dabei gibt man die Zeit an, die das Licht benötigt, um die Strecke von einem 1 Meter im Vakuum zurückzulegen. Diese Zeit ist unglaublich kurz, nämlich 1/299 792 458tel einer Sekunde (also etwa der 300 Millionste Teil einer Sekunde). Was war der Grund für diese Neudefinition? Die Zeit konnte damals wegen der Atomuhren bereits wesentlich genauer gemessen werden als die Länge.
Meterdefinition über Lichtgeschwindigkeit