Meter

Physikalische Einheit
Einheitenname	Meter
Einheitenzeichen	$\mathrm{m}$
Physikalische Größe(n)	Länge
Formelzeichen	$l,s,b,h,d,r$ etc.
Dimension	$\mathsf{L}$
System	Internationales Einheitensystem, CGS-Einheitensystem
In SI-Einheiten	Basiseinheit
In CGS-Einheiten	$\mathrm{1 \, m = 10^2 \; cm}$ (Zentimeter ist Basiseinheit)
Benannt nach	griechisch μέτρον, métron = „Maß, Länge“

Der oder das Meter (französisch mètre über lateinisch metrum aus griechisch μέτρον métron ‚Maß, Werkzeug zum Messen, Länge‘) ist die Basiseinheit der Länge im Internationalen Einheitensystem (SI) und in anderen metrischen Einheitensystemen. Ein Meter ist definiert als die Länge der Strecke, die das Licht im Vakuum während der Dauer von 1/299 792 458 Sekunde zurücklegt. Das Einheitenzeichen des Meters ist der Kleinbuchstabe „m“. Für dezimale Vielfache und Teile des Meters werden die internationalen Vorsätze für Maßeinheiten verwendet.

Der Meter wurde 1799 als die Länge des Urmeters, eines Prototyps aus Platin, definiert. Dessen Länge entsprach nach den damals durchgeführten Messungen dem zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Nordpol zum Äquator. Die aktuelle Definition gilt seit 1983.

Definitionsgeschichte

Standard-Meter, Rue de Vaugirard, Paris (Marmor)

Die Längeneinheit Meter ist seit Ende des 18. Jahrhunderts in Gebrauch. Der Ursprung dieser Längeneinheit geht auf einen Beschluss der französischen Nationalversammlung zurück, ein einheitliches Längenmaß zu definieren. Dem gingen einige Vorschläge für die Definition einer Längeneinheit voraus, die anders als die traditionellen Längenmaße nicht von der Länge menschlicher Gliedmaßen (der Fingerbreite, dem Zoll, der Handbreite, der Handspanne, der Elle, dem Fuß, dem Schritt und dem Klafter) abgeleitet war. So schlug der Abbé Jean Picard 1668 als Längeneinheit das Sekundenpendel vor – also die Länge eines Pendels, das eine halbe Periodendauer von einer Sekunde hat. Im Schwerefeld von Europa hätte ein solches Pendel die Länge von etwa 0,994 m und käme der heutigen Definition eines Meters ziemlich nahe.

Erdfigur

Der Meter sollte ursprünglich ein Zehnmillionstel der Entfernung zwischen dem Nordpol und dem Äquator auf dem Meridian durch Paris betragen.

Maßgebend für die neue Längeneinheit wurde jedoch nicht das Sekundenpendel, sondern die Erdfigur. 1735 entsandte die Pariser Akademie der Wissenschaften zwei Expeditionen zur Gradmessung in das heutige Ecuador und nach Lappland, um die genauen Abmessungen der Erde festzustellen. Im Jahr 1793 setzte der französische Nationalkonvent – neben einem neuen Kalender – auch ein neues Längenmaß fest: Der Meter sollte den 10-millionsten Teil des Erdquadranten auf dem Meridian von Paris betragen – also den zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Nordpol über Paris zum Äquator. Ein Prototyp dieses Meters wurde 1795 in Messing gegossen. Er erwies sich später als außerordentlich genau – gemessen am gesteckten Ziel war er nur 0,013 % oder 0,13 Millimeter zu lang.

Urmeter

Kopie Nummer 27 des Urmeters aus Platin-Iridium, die 1889 angefertigt wurde. Sie war von 1893 bis 1960 in den USA als Maßverkörperung der Längeneinheit Meter in Gebrauch.

Zwischen 1792 und 1799 bestimmten Delambre und Méchain die Länge des Meridianbogens zwischen Dünkirchen und Barcelona erneut. Aus einer Kombination mit den Ecuador-Lappland-Resultaten ergab sich ein neuer Wert zu 443,296 Pariser Linien, der 1799 für verbindlich erklärt und als ein Platinstab, das Urmeter, realisiert wurde. Im 19. Jahrhundert kamen allerdings genauere Vermessungen der Erde zum Ergebnis, dass das Urmeter etwa 0,02 % zu kurz geraten war. Dennoch wurde an dem 1799 definierten Meter festgehalten – mit dem Ergebnis, dass der Erdmeridianquadrant nicht 10 000 km, sondern 10 001,966 km lang ist. Diese Länge gilt für den Meridian von Paris, andere Meridiane können andere Längen haben. Ein Nebeneffekt war, dass man erkannte, dass die Erde keine exakte Kugel ist, sondern eine unregelmäßige Form hat. Die Erde hatte sich damit als ungeeignet zur Definition des Meters erwiesen. Bis 1960 war deshalb das Meter als die Länge eines konkreten Gegenstands festgesetzt – zuerst des Urmeters, seit 1889 dann des Internationalen Meterprototyps (siehe unten). Alle späteren Definitionen hatten das Ziel, dieser Länge möglichst genau zu entsprechen.

Der Norddeutsche Bund beschloss am 17. August 1868 die Einführung des französischen Metersystems zum 1. Januar 1872. Deutschland gehörte 1875 zu den zwölf Gründungsmitgliedern der Meterkonvention.

Im Jahr 1889 führte das Internationale Büro für Maß und Gewicht (BIPM) den Internationalen Meterprototyp als Prototyp für die Einheit Meter ein. Dabei handelte es sich um einen Stab mit kreuzförmigem Querschnitt. Als Material wurde eine Platin-Iridium-Legierung im Verhältnis 90:10 gewählt. Die Länge des Meters wurde festgelegt als der Abstand der Mittelstriche zweier Strichgruppen auf dem auf einer konstanten Temperatur von 0 °C gehaltenen Stab. Es wurden 30 Kopien dieses Prototyps hergestellt und an nationale Eichinstitute übergeben.

Wellenlänge

Eine Krypton-86-Lampe, deren zinnober­rote Spektral­linie (Wellen­länge ca. 606 nm) zwischen 1960 und 1983 zur Meter­definition heran­gezogen wurde

Obgleich bei der Herstellung der Meterprototypen größter Wert auf Haltbarkeit und Unveränderbarkeit gelegt worden war, war doch klar, dass diese grundsätzlich vergänglich sind. Die Anfertigung von Kopien führte zwangsläufig zum Risiko von Differenzen und – ebenso wie regelmäßige Vergleiche der Kopien untereinander und mit dem Original – zum Risiko von Beschädigungen.

Um dem Abhilfe zu schaffen, wurde 1960 eine Definition über die Wellenlänge eingeführt: Ein Meter ist das 1 650 763,73-fache der Wellenlänge der von Atomen des Nuklids ⁸⁶Kr beim Übergang vom Zustand 5d₅ zum Zustand 2p₁₀ ausgesandten, sich im Vakuum ausbreitenden Strahlung. Die Definition basiert auf Forschungen von Ernst Engelhard. Das Verständnis dieser Definition setzt lediglich Kenntnisse in Atomphysik voraus. Sind diese und die nötige Ausrüstung vorhanden, so kann die Länge eines Meters an jedem beliebigen Ort reproduziert werden. Statt auf der aufzubewahrenden Maßverkörperung, dem Urmeter, beruht die Definition des Meters seitdem auf einer Messvorschrift für Naturkonstanten, die unabhängig von Maßverkörperungen gemessen werden können. Der Zahlenwert wurde dabei so gewählt, dass das Ergebnis dem bis 1960 gültigen Meter innerhalb der damaligen Messunsicherheit entsprach.

Lichtgeschwindigkeit

Verbesserungen der Messgenauigkeit bei der Realisierung des Meters nach dieser Vorschrift änderten jeweils den Zahlenwert der Naturkonstante Lichtgeschwindigkeit im leeren Raum. Zuletzt geschah dies 1973. Auf der 15. Generalkonferenz für Maße und Gewichte (kurz CGPM) wurde beschlossen, den Zahlenwert der Vakuumlichtgeschwindigkeit als konstant zu betrachten. Im Gegenzug wurde vorgeschlagen, die Länge eines Meters als diejenige Strecke zu definieren, die Licht im Vakuum innerhalb des Zeitintervalls von 1/299 792 458 Sekunden durchläuft. Die 17. CGPM hat am 20. Oktober 1983 diese Definition angenommen.

Gebräuchliche dezimale Vielfache

Die Einheit Meter ist mit verschiedenen dezimalen Vielfachen (auch SI-Präfixen) in Verwendung, beispielsweise:

Bezeichnung	Symbol	Faktor	Vielfaches	Anmerkungen, für Beispiele solcher Längen siehe Größenordnung (Länge)
Myriameter		104-0	10 km	veraltet, siehe Myriameterstein, nicht SI-konform
Kilometer	km	103-0	1 000 m
Hektometer	hm	102-0	100 m	vor allem verwendet bei Artillerie und Marine, Hektometerstein an Straßen
Dekameter	dam	101-0	10 m	zunächst Kette
Meter	m	100	10 dm	zunächst Stab
Dezimeter	dm	10−1	10 cm	veraltet Decimeter (um 1900)
Zentimeter	cm	10−2	10 mm	zunächst Neuzoll
Millimeter	mm	10−3	1 000 µm	zunächst Strich
Mikrometer	µm	10−60	1 000 nm	veraltet Mikron, im technischen Sprachgebrauch auch kurz µ (Aussprache „mü“)
Nanometer	nm	10−90	1 000 pm	heute gebräuchlich für die Wellenlänge von Licht
Ångström	Å	10−10	100 pm	früher gebräuchlich für Wellenlänge von Licht und in der Kristallographie
Pikometer	pm	10−12	1 000 fm
Femtometer	fm	10−15		in der Kern- und Teilchenphysik als Fermi

Zusammensetzungen mit weiteren Präfixen sind ungebräuchlich.

Zusammenhang zu anderen gebräuchlichen Längeneinheiten

Meter ausgedrückt in Nicht-SI-Einheiten	Nicht-SI-Einheiten ausgedrückt in Meter
1 Meter ≈ 03,2808 Fuß	1 Fuß = 0,3048 Meter
1 Meter ≈ 00,00062 Meilen (International)	1 Meile (International) = 1609,344 0Meter
1 Meter ≈ 00,00062 Meilen (US survey mile)	1 Meile (US survey mile) ≈ 1609,3472 Meter
1 Meter ≈ 00,00054 Seemeilen	1 Seemeile = 1852,0 000Meter
1 Meter ≈ 01,0936 Yard	1 Yard = 0,9144 Meter
1 Meter ≈ 39,370 Zoll	1 Zoll = 0,0254 Meter

Sprachgebrauch

Der deutsche Einheitenname Meter geht auf frz. mètre zurück [aus lat. metrum, griech. métron = (Vers)maß, Silbenmaß].

Der Einheitenname Meter war nach DIN 1301-1:2002-10 Neutrum (das Meter), analog zu den Ursprungssprachen. Mit DIN 1301-1:2010-10 wurde dagegen Maskulinum (der Meter) als Norm festgelegt. Damit wurde die Fachsprache dem allgemeinen Sprachgebrauch angepasst, wo Maskulinum überwiegt. „Das“ Meter wird hingegen für die Bedeutung als Messinstrument benützt, etwa: das Thermometer.

Zur Frage, ob Meter nach Numerus und Kasus flektiert wird, kann man laut der Duden-Redaktion folgende Fälle unterscheiden:

• Steht das, dessen Maß angegeben wird, direkt hinter der Maßeinheit, wird die endungslose Form verwendet: in 2 Meter Höhe oder in 100 Meter Entfernung
• Steht das, dessen Maß angegeben wird, nicht direkt hinter der Maßeinheit, wird in der Regel die Form mit Flexionsendung verwendet (-s im Genitiv Singular, -n im Dativ Plural):

Dabei ist es egal, ob das Gemessene überhaupt nicht genannt wird (in 100 Metern) oder an einer anderen Stelle im Satz steht (in einer Entfernung von 100 Metern).

• Die Flexionsendung wird auch verwendet, wenn vor Zahl und Maßeinheit noch ein Artikel steht: mit den 150 Metern Fußweg oder Vernachlässigung des einen Meters.

Literatur

• Hans-Joachim v. Alberti: Maß und Gewicht. Geschichtliche und tabellarische Darstellungen von den Anfängen bis zur Gegenwart. Akademie-Verlag, Berlin 1957.
•  Johannes Hoppe-Blank: Vom metrischen System zum Internationalen Einheitensystem. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig 1975 (Bericht PTB-ATWD-5).
• Reinhard Kreutzfeldt: Das Archivmeter – Zur Begründung des metrischen Systems vor 200 Jahren. In: Der Vermessungsingenieur. 3/99, Verlag Chmielorz, 1999, S. 156–158.
• Bettina Schütze, Andreas Engler, Harald Weber: Lehrbuch Vermessung - Grundwissen. 2. Auflage. Selbstverlag, Dresden 2007, ISBN 978-3-936203-07-3.

Weblinks

 Wiktionary: Meter – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Commons: Metre – Sammlung von Bildern, Videos und AudiodateienVorlage:Commonscat/Wartung/P 2 fehlt, P 1 ungleich Lemma

 Wikisource: Gesetz, betreffend die Abänderung der Maaß- und Gewichtsordnung. Vom 11. Juli 1884 (Deutsches Reich) – Quellen und Volltexte

• Das Meter – Artikel zur Definition und Realisierung, bei der PTB
• The BIPM and the evolution of the definition of the metre
• Video Terra X: Die Jagd nach dem Urmeter (2. Januar 2014) in der ZDFmediathek, abgerufen am 19. März 2014 (Dokumentarfilm über die Vermessung von Delambre und Mechain 1792–1799)

Einzelnachweise

SI-Basiseinheiten

Meter | Kilogramm | Sekunde | Ampere | Kelvin | Mol | Candela