В 1829 году, когда почти двухвековая борьба корпускулярной и волновой теорий света близилась к завершению, французский физик Ж. Вабине (1794 - 1872) настолько уверовал в правильность последней, что предложил принять за единицу длины длину определенной световой волны, которая остается абсолютно неизменной даже при космических катаклизмах.

Хотя практическое осуществление этой идеи выходило за рамки тогдашних технических возможностей, она не была забыта. И через несколько десятилетий другой французский физик, И. Физо (1819 — 1896), писал:

“Луч света с его рядами поразительно, мелких, но вполне регулярных волнообразных движений может рассматриваться как в высшей степени совершенный микрометр, особенно пригодный для измерения длины”. Однако практическая ценность этой идеи подтвердилась лишь после того, как американский физик А. Майкельсон (1852 — 1931) существенно повысил точность интерферометра.

Майкельсон применил свой интерферометр для намерения скорости света в 1881 году, а уже через шесть лет он совместно с химиком Э. Морли опубликовал статью “О методе использования длины волны света натрия в качестве естественного и практического эталона длины”. Позднее он перешел к зеленым линиям ртути, а потом к ярко-красным линиям кадмия. В 1892 году он сообщил о своих исследованиях астроному Б. Гульду, представлявшему США в Международном бюро мер и весов, и по настоянию последнего директор бюро Р. Бенуа пригласил Майкельсона для проведения совместных работ.

В экспериментах Майкельсона — Бенуа для измерения расстояний до 20 см использовалась красная линия кадмия, которая давала тогда наибольшую длину когерентности. Но при больших расстояниях интерференционная картина становилась расплывчатой и счет минимумов и максимумов становился невозможным. Тем не менее и 1893 году ценой всяческих ухищрений удалось установить, что на длине платино-иридиевого метра укладывается 1 553 163,5 длины волны красной линии кадмия.

В последующие 47 лет после девяти промеров было установлено, что на длине 1 м укладывается 1553164,13 длины волны красной линии кадмия. Это значило, что длина волны равна б43,84696±0,0001 им. В 1927 году это значение было допущено в качестве стандарта наряду с эталоном метра.

В 1940 году американский физик Л. Альварец предложил избрать в качестве эталона длины зеленую линию искусственного изотопа ртути-198, дающего более тонкие спектральные линии, чем природная ртуть. Через десять лет эта идея была реализована и в 1954 году предложена на рассмотрение Х Международной конференции по мерам и весам. Кроме ртути, на конференции рассматривались и другие предложения — изотопы криптона и кадмия.

После обширных исследований выбор пал на длину волны оранжевой линии криптона-86, и на XI Международной конференции в 1960 году метр был определен как 1 650 763,7300 длины волны красно-оранжевого излучения криптона-86 в вакууме. На смену платино-иридиевым эталонам, принятым в 1889 году, пришел спектральный эталон, позволивший уменьшить погрешность воспроизведения единицы длины с 1 — 2 ×  10^-7 до 2 ×  10^-8, то есть на целый порядок!

Автор: В. СМИРНОВ

Опубликовано: "Техника молодежи", № 10, 1983 г.