一(yi)、米(mi)定義的演變(bian)

1790年，法國科學院受法國國會的委托，提出了 “米”制的建議。1791年“米制”的建議得到批準，決定以通過巴黎的子午線的四千萬分之一作為1米，并開始進行實地測量。1799年測量結束，根據測量結果，法國制造了一支銥合金矩形的金屬標準米尺，這是當時最早的公制長度實物基準，并把它保存在巴黎法國檔案局，后人稱為“檔案米尺” 隨著國際貿易的發展，各國要求建立世界統一的長度基準。十九世紀后期，國際計量局定制了30支橫截面為X形鉑銥合金的米原器復制品，它們的長度與檔案米尺相等。在1899 年召開的第一屆國際計量大會上批準了經過測量選定的其中NoVI作為國際長度基準——國際米原器，稱國際米。國際計量局還從這批米尺中留下幾支作為工作原器，并把其余的分給其他有關國家，作為各國的長度基準。1927年第七屆國際計量大會規定了由國際米確 定的米的定義是：“米是國際計量局保存的國際米原器上兩端刻線的中間刻線的軸線在0°C 時的距離”。米原器的復現不確定度約為1.1X10^-7。

由于工業生產和科學技術的發展，米原器在測量的準確度和穩定性方面都不能滿足要 求，而且作為實物基準，如果因意外而毀壞，不易復制。從二十世紀開始，各國科學家就 開始研究用自然基準來代替實物基準。I960年第十一屆國際計量大會通過了米的新定 義：“米的長度等于氪-86原子的2p₁₀。和5d₅能級之間躍遷所對應的輻射在真空中波長的 1 650 763.73倍”。采用氪-86光波作為長度的自然基準，準確度高，可達1 X 10^-8,易于測(ce)量和(he)復現。

二、現行米(mi)的定(ding)義

隨著(zhu)具有(you)(you)方向性好、亮度(du)(du)(du)高(gao)以及空間(jian)相干性和(he)時(shi)間(jian)相干性高(gao)等特征的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)出現(xian)和(he)激(ji)光(guang)(guang)(guang)穩(wen)頻(pin)和(he)伺服技(ji)術的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)，激(ji)光(guang)(guang)(guang)頻(pin)率(lv)、激(ji)光(guang)(guang)(guang)波(bo)長(chang)(chang)和(he)光(guang)(guang)(guang)速(su)等方面的(de)(de)(de)(de)研究工作取得(de)了顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)進 展(zhan)，1975年第十五屆國際計(ji)量(liang)大(da)會提出米定(ding)義可以通過(guo)光(guang)(guang)(guang)速(su)表示，并認為(wei)光(guang)(guang)(guang)速(su)值保持不 變對天文(wen)學(xue)和(he)大(da)地(di)測量(liang)學(xue)具有(you)(you)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)意義。二十世紀中(zhong)、后期科學(xue)技(ji)術突(tu)飛猛進地(di)發展(zhan)， 用(yong)氪-86光(guang)(guang)(guang)譜輻射波(bo)長(chang)(chang)實現(xian)米的(de)(de)(de)(de)準確(que)度(du)(du)(du)已經不能滿足(zu)各方面的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu),激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)復(fu)現(xian)性和(he)方便應(ying)用(yong)等方面遠(yuan)優于(yu)氪-86基準。為(wei)此，1983年10月第十七屆國際計(ji)量(liang)大(da)會通過(guo)的(de)(de)(de)(de)米的(de)(de)(de)(de)新定(ding)義為(wei)：“米是(shi)(shi)光(guang)(guang)(guang)在(zai)真空中(zhong)在(zai)(1/299 792 458)s的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔內所經路徑的(de)(de)(de)(de)長(chang)(chang)度(du)(du)(du)”。由(you)于(yu)時(shi)間(jian)單位秒(s)是(shi)(shi)頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)(de)倒數，現(xian)有(you)(you)秒定(ding)義的(de)(de)(de)(de)準確(que)度(du)(du)(du)很高(gao)，而(er)光(guang)(guang)(guang)速(su)是(shi)(shi)個固定(ding)值，真空中(zhong)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)速(su)值已被推薦為(wei)c=299 792 458m/s,從(cong)理論(lun)上講(jiang)沒有(you)(you)不確(que)定(ding)度(du)(du)(du)，從(cong)而(er)米的(de)(de)(de)(de)定(ding)義可獲得(de)很高(gao)的(de)(de)(de)(de)準確(que)度(du)(du)(du)。

三(san)、米(mi)定義的(de)復現方法(fa)

第十七屆國際計量大會在通(tong)過米(mi)的新定(ding)義(yi)的同時，規定(ding)了(le)復(fu)現米(mi)的定(ding)義(yi)的三種方法。

1.用于天文(wen)測量、大地(di)測量的復現方(fang)法

可(ke)根(gen)據距離(li)等于時間乘速(su)度的關(guan)系(xi)式，由所測得的時間t與固定的光速(su)值(zhi)c來復現長度L。

2.用于實驗室計量工作(zuo)的(de)復現方法(fa)

可(ke)根據  ;λ= c/f關(guan)系(xi)式，由所測得(de)的頻率f與固定的光速值(zhi)c來復現(xian)波長值(zhi)λ。

3.用于一(yi)般測量的復現方(fang)法

可直(zhi)接使用(yong)米定義(yi)咨詢委員會推薦(jian)使用(yong)的五種(zhong)激光(guang)輻射和兩(liang)類同(tong)位(wei)素光(guang)譜燈輻射的任意一種(zhong)來(lai)復現。所推薦(jian)的五種(zhong)激光(guang)輻射是：

(1)甲烷吸收穩頻的氦氖激光輻射，其頻率和波(bo)長為：

f=88 376 181 607kHz

 λ= 3 392 231 397. 0fm

相對不確定度為1.3×10^-10。

(2)碘吸(xi)收穩頻的染(ran)料激光(guang)(guang)或(huo)1.15μm氦氖激光(guang)(guang)的倍頻輻射，其頻率和(he)波(bo)長為：

f=520 206 808. 53kHz 

λ= 576 294 706. 25fm

相對不確定度為6×10^-10。

(3)碘吸(xi)收(shou)穩(wen)頻(pin)的氦氖激(ji)光(guang)輻射，其頻(pin)率和波長為：

f=473 612 214. 8kHz

λ = 632 991 398. 1fm

相對不確定度為1×10^-9。

(4)碘吸收穩(wen)頻(pin)的氦氖激光(guang)輻射，其頻(pin)率(lv)和(he)波長為：

f=489 880 355. 1MHz

λ = 611 970 769. 8fm

相對不確定度為1. 1×10^-9。

(5)碘吸收穩頻的氬離子激(ji)光輻射(she)，其頻率(lv)和(he)波長為：

f=582 490 603. 6MHz

λ= 514 673 466. 2fm

相對不確定度為1. 3×10^-9。

所推(tui)薦(jian)使用的兩(liang)類同位素光譜燈輻射是(shi)：

(1)對應于氪-86原子(zi)在2p10。和5d5能(neng)級之間躍遷所對應的輻射：

f=494 886 516. 5MHz

λ= 605 780 210. 2fm

相對不確定度為4×10^-9。

(2)汞-198和鎘-114原(yuan)子的輻射。