Một mét dài bao nhiêu?
Trong hộp dụng cụ học tập, bạn thường có một chiếc thước nhựa trong suốt. Trên thước có các vạch nhỏ cách nhau một milimet; mười vạch nhỏ là một xentimet, và 1000 milimet tạo thành chiều dài một mét.
Hệ mét là hệ đơn vị đo độ dài được dùng rộng rãi trên thế giới. Vì sao con người cần một đơn vị độ dài thống nhất? Thời cổ đại, mỗi nước có đơn vị đo riêng, thậm chí ở các thời kì khác nhau, đơn vị ấy cũng có thể thay đổi. Sự không thống nhất về đo lường gây nhiều khó khăn, nhất là trong chế tạo cơ khí chính xác.
Sau cuộc cách mạng công nghiệp thế kỉ XVIII, khoa học kĩ thuật phát triển mạnh, buộc các nhà khoa học phải tìm ra một tiêu chuẩn độ dài quốc tế, ổn định và có thể duy trì lâu dài.
Các nhà khoa học khi đó cho rằng kích thước Trái Đất không thay đổi. Năm 1790, giới khoa học Pháp đo kinh tuyến Trái Đất và đề xuất lấy 1/10 triệu đoạn kinh tuyến từ xích đạo đi qua Paris đến Bắc Cực làm tiêu chuẩn độ dài, gọi là một “mét”. Dựa trên tiêu chuẩn ấy, con người chế tạo thước mét tiêu chuẩn đầu tiên bằng platin.
Năm 1889, Hội nghị Đo lường quốc tế chính thức quyết định dựa theo độ dài của thước mét tiêu chuẩn đầu tiên, dùng hợp kim platin - iriđi chế tạo một thước mét có mặt cắt ngang hình chữ X làm thước mét tiêu chuẩn quốc tế. Thước này được cất giữ cẩn thận tại Cục Đo lường quốc tế ở Paris. Các thước mét tiêu chuẩn sao chép của các nước phải định kì đưa đến Paris để so sánh với thước chuẩn quốc tế.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa hài lòng với thước mét quý giá ấy. Thứ nhất, nó khá mềm, muốn giữ độ chính xác phải đặt trong phòng có nhiệt độ ổn định quanh năm. Thứ hai, hợp kim platin - iriđi vẫn có hiện tượng co giãn theo nhiệt độ. Thứ ba, thước kim loại để lâu vẫn có thể bị ăn mòn hoặc hư hại.
Các nhà khoa học cận đại nghiên cứu bản chất ánh sáng và phát hiện ánh sáng lan truyền dưới dạng sóng. Ánh sáng có màu sắc khác nhau thì có bước sóng khác nhau, trong đó bước sóng có tính ổn định rất cao. Dùng bước sóng ánh sáng làm tiêu chuẩn độ dài có nhiều ưu điểm. Vì vậy, tháng 10 năm 1960, Hội nghị Đo lường quốc tế lần thứ 11 quyết định: mét tiêu chuẩn được xác định bằng 1.650.763,73 lần bước sóng ánh sáng màu vàng cam do krypton-86 phát ra trong chân không.
Sau khi laser được phát minh, nhờ tính đơn sắc tốt và độ chói cao, việc dùng bước sóng laser làm chuẩn gốc có độ chính xác cao hơn rất nhiều so với đèn đồng vị krypton-86. Vì vậy, laser nhanh chóng trở thành “thước ánh sáng” lí tưởng của các nhà khoa học.
Dù đã có thước ánh sáng laser, các nhà khoa học vẫn tiếp tục tìm kiếm tiêu chuẩn chính xác hơn. Ngày 20 tháng 10 năm 1983, tại Hội nghị Đo lường quốc tế lần thứ 17 ở Paris, định nghĩa mét được xác định lại: một mét là độ dài quãng đường ánh sáng truyền trong chân không trong thời gian 1/299.792.458 giây. Vì tốc độ ánh sáng trong chân không là không đổi, “thước ánh sáng” mới này đặc biệt chính xác.
