Metri

Metri (tunnus m) on SI-järjestelmän ja sen edeltäjän metrijärjestelmän mukainen pituuden yksikkö. Metri määritellään nykyään pituudeksi, jonka valo kulkee tyhjiössä 1/299 792 458 sekunnissa. Alkuperäisen määritelmän mukaan metri oli kymmenesmiljoonasosa Maan Pohjoisnavan ja päiväntasaajan välimatkasta. Ennen nykyistä, vuonna 1983 vahvistettua määritelmää valonnopeus oli mittausten mukaan likimain 299 792 458 m/s, mutta nykyisin tämä on metrin määritelmään perustuva tarkka arvo.

Metrin nimi

Ensimmäisen tiedossa olevan esityksen pituudessa desimaalipohjaisen mittayksikön käyttöönotosta teki englantilainen filosofi John Wilkins vuonna 1668. Hänen ehdottamansa yksikkö oli nimeltään universal measure (suom. yleinen mitta). Vuonna 1675 italialainen tieteilijä Tito Livio Burattini käytti teoksessaan Misura Universale nimitystä metro cattolico (kirjaimellisesti yleinen mitta), joka oli johdettu kreikan sanoista μέτρον καθολικόν (métron katholikón, suom. yleinen mitta). Tähän nimitykseen pohjautui sanan metri alkumuoto, ranskan kielen sana mètre, joka otettiin mittayksikön nimeksi Ranskassa vuonna 1799, kun maa siirtyi ensimmäisenä maailmassa metriseen järjestelmään.

Mittayksikön määrittely

Tietokoneella tehty havainnekuva metrin prototyypistä. Platinasta ja iridiumista valmistettu tanko oli metrin perusstandardina 1889–1960.

Metri otettiin mittayksikkönä käyttöön ensin Ranskassa vuonna 1799. Aluksi metrin pituuden määrittelemistä varten tehtiin platinan ja iridiumin seoksesta palkki, jonka pituus määriteltiin tarkalleen metriksi. Tätä metrin prototyyppiä säilytetään edelleen Pariisissa Mittojen ja painojen museossa. Metri määritettiin kymmenesmiljoonasosaksi maapallon meridiaaniympyrän neljänneksestä, joka kulki päiväntasaajalta Pariisin läpi pohjoisnavalle. Toisin sanoen etäisyydeksi päiväntasaajalta Pohjoisnavalle olisi näin tullut tasan 10 000 kilometriä. Ensimmäinen prototyyppi perustui vuoden 1790 mittauksiin, mutta se poikkesi määritelmästä jonkin verran ja jäi hiukan liian lyhyeksi. Tämä johtui siitä, ettei laskelmissa otettu huomioon maapallon litistymistä navoilta.

Koska mittalaitteet ja alemmanasteiset mittanormaalit oli säädetty metrin prototyypin mukaan, metrin määritelmäksi vahvistettiin tämän metrin prototyypin pituus. Vuonna 1889 valmistettiin platinan ja iridiumin seoksesta uusi metrin prototyyppi, johon oli kaiverrettu kaksi toisistaan metrin päässä olevaa viivaa. Vuonna 1927 määritelmää tarkennettiin niin, että metri oli näiden viivojen välinen etäisyys 0 °C:n lämpötilassa.

Metrin määritelmä uusittiin vuonna 1960 vastaamaan jo 1900-luvun alussa käyttöön otettua interferometristä määritelmää, joka perustui valon aallonpituuteen. Vuonna 1960 vahvistetun määritelmän mukaan metri oli 1 650 763,73 kertaa sen oranssinvärisen säteilyn aallonpituus tyhjiössä, joka syntyy krypton-86-atomin siirtyessä kvanttitilasta 2p10 tilaan 5d5.

Myöhemmin mittaustekniikan kehityttyä ajan mittaus saavutti suuremman suhteellisen tarkkuuden kuin pituuden mittaus. Tämän vuoksi metrille vahvistettiin sen nykyinen määritelmä Pariisissa pidetyssä Yleisessä paino- ja mittakonferenssissa (CGPM, Conférence Générale des Poids et Mesures) vuonna 1983.

Kerrannaisyksiköt ja etuliitteet

Pituuden kerrannaisyksiköt

Yksikön nimi	Yksikön tunnus	Suhde metriin	Metrin kerroin	Käyttö
Femtometri	fm	tuhannesbiljoonasosa metristä	10−15 m	Esimerkiksi atomiytimien läpimitat
Pikometri	pm	biljoonasosa metristä	10−12 m	Esimerkiksi atomien laskennalliset säteet
Nanometri	nm	miljardisosa metristä	10−9 m	Esimerkiksi valon aallonpituus sekä mikroprosessorin niin sanottu viivan leveys.
Mikrometri	μm	miljoonasosa metristä	10−6 m	Hyvin pienet mekaaniset mitat (aikaisemmin käytettiin myös nimitystä mikroni.)
Millimetri	mm	tuhannesosa metristä	10−3 m	Rakennepiirustusten yleinen perusyksikkö (koneet, rakennukset yms.)
Senttimetri	cm	sadasosa metristä	10−2 m	Lukuisissa eri yhteyksissä, kuten esimerkiksi ihmisen mittasuhteiden ilmaisemiseen.
Desimetri	dm	kymmenesosa metristä	10−1 m	Käytetään harvakseltaan. Esimerkiksi laskutoimituksissa litrat muutetaan usein kuutiodesimetreiksi (1 l = 1 dm3).
Metri	m	yksi metri	100 m	Isot rakenteet (esimerkiksi laivan pituus), lyhyet matkat maastossa (alle kilometri).
Dekametri	dam	kymmenen metriä	101 m	Ei juurikaan käytetä.
Hehtometri	hm	sata metriä	102 m	Ei juurikaan käytetä. Toisinaan tykistön tulenjohdon käyttämä mitta.
Kilometri	km	tuhat metriä	103 m	Yleensä sellaisenaan maantieteellisten etäisyyksien yksikkönä. Useimpien liikennevälineiden nopeuksien yksikössä kilometriä tunnissa (km/h).
Megametri	Mm	miljoona metriä	106 m	Tätä tai suurempia kerrannaisyksiköitä ei juuri käytetä.

Muita vanhoja pituuden yksiköitä

Hyvin lyhyille mitoille on aikaisemmin käytetty muun muassa yksikköä ångström (1 Å = 10⁻¹⁰ m).

Tuuma on vanha Yhdistyneessä kuningaskunnassa käytetty pituuden yksikkö (25,4 mm).

Aikaisemmin metrijärjestelmään kuului myös kerrannaisyksikkö myriametri, joka oli 10 000 metriä eli 10 kilometriä Se ei kuitenkaan koskaan ole ollut kovin yleisesti käytössä, eikä myria-etuliite enää kuulu nykyiseen SI-järjestelmään.

Suomessa on käytetty etäisyyksien mittayksikkönä myös peninkulmaa, joka metrijärjestelmän käyttöönoton jälkeen määriteltiin tasan 10 kilometriksi. Nykyisessä mittayksikköasetuksessa ei sitä kuitenkaan enää ole.

Joillakin erikoisaloilla käytetään metrijärjestelmästä poikkeavia pituusmittoja. Merenkulussa ja ilmailussa käytetään yksikkönä meripeninkulmaa, joka on 1852 metriä, merenkulussa aikaisemmin myös sen kymmenesosaa kaapelinmittaa. Tähtitieteessä käytettyjä pituusyksiköitä ovat tähtitieteellinen yksikkö, valovuosi ja parsek.

Lähteet

• Suomen Standardisoimisliitto: SI-opas : 2019 : kansainvälinen suure- ja yksikköjärjestelmä = international system of quantities and units, s. 20. Suomen Standardisoimisliitto SFS ry, 2019. ISBN 978-952-242-411-2 Teoksen lataussivu.
• Mikes, Pituus – metri
• Maanmittaustieteiden Seura ry:n julkaisu n:o 43^{[vanhentunut linkki]}