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Journal of the Optical Society of America

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  • Vol. 38, Iss. 1 — Jan. 1, 1948
  • pp: 7–10

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A Light Wave of Artificial Mercury as the Ultimate Standard of Length

WILLIAM F. MEGGERS  »View Author Affiliations


JOSA, Vol. 38, Issue 1, pp. 7-10 (1948)
http://dx.doi.org/10.1364/JOSA.38.000007


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WILLIAM F. MEGGERS, "A Light Wave of Artificial Mercury as the Ultimate Standard of Length," J. Opt. Soc. Am. 38, 7-10 (1948)
http://www.opticsinfobase.org/josa/abstract.cfm?URI=josa-38-1-7


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References

  1. J. Babinet, Ann. chim. phys. 40, 177 (1829). "Si la terre était jamais choquée par une comète, son axe de rotation et sa forme changeraient indubitablement, et dès-lors les mesures du pendule ou de l'arc du méridien ne seraient plus propres à faire retrouver le mètre. Cette question spéculative ayant été un jour débattue à Paris dans une réunion scientifique, Sir Humphrey Davy proposa un étalon, qui, suivant lui, pourrait être retrouvé après les plus fortes altérations dans la forme du globe: son unité linéaire aurait été le diamètre du tube capillaire de verre dans lequel l'ascension de l'eau serait exactement égale à ce même diamètre. En songeant à toutes les difficultés de l'expérience, j'indiquai, à mon tour, les mesures de la longueur des ondulations lumineuses dans le vide, comme une méthode qui conduirait plus sûrement au même but."
  2. J. Lamont, Jahrbuch der König. Sternwarte bei München, 3, 188 (1839). "Wünchte Jemand z.B. in Amerika, wo eine authentische Copie des mètre nicht ohne Kosten und Zeitverlust zu erhalten wäre, die genaue Länge dieses Maases zu wissen, so hätte er nur durch Zusammenstellung zweier Micrometerschrauben von gleichem Gewinde, oder durch Übertragen der Gänge einer Micrometerschraube auf Glas ein Gitter zu. bilden, und fände er z.B., dass durch sein Gitter die Linie D im ersten Spectrum einen Abstand von 4' 30" erhielte, so könnte er sagen, dass 2223¼ Umgänge seiner Micrometerschraube der Länge des Mètre gleich seyen." (p. 209). Theoretisch betrachtet wÜrde es zweckmassiger gewesenseyn, die Länge, welch als Constante bei den Diffractions-Phänomenen vorkommt, nämlich die Länge einer Lichtwelle, zur Maassbestimmung zu wählen. Nimmt man wiederum den Theil des Spectrums, welcher der Linie D entspricht, so hat man 1 Pariser Fuss= 551724 Wellenlangen 1 Metre = 169845 Wellenlangen 1 Bayer. Fuss =495712 Wellenlangen 1 Engl. Fuss = 517678 Wellenlangen Da man indessen die Wellenlänge nicht unmittelbar beobachten kann, sondern sie erst aus dem Ablenkungswinkel zu berechnen hätte, so scheint es geeigneter, die Maassbestimmung mit dem Winkel selbst zu verbinden." (p. 212).
  3. J. C. Maxwell, Rep. Brit. Ass., Not. and Abstr., p. 7 (1870). "The earth has been measured as a basis for a permanent standard of length, and every property of metals has been investigated to guard against any alteration of the material standards when made. . . . Yet, after all the dimensions of our earth and its time of rotation, though, relatively to our present means of comparison, very permanent, are not so by any physical necessity. The earth might contract by cooling, or it might be enlarged by a layer of meteorites falling on it, or its rate of revolution might slowly slacken, and yet it would continue to be as much a planet as before. But a molecule, say of hydrogen, if either its mass or its time of vibration were to be altered in the least, would no longer be a molecule of hydrogen. If, then, we wish to obtain standards of length, time, and mass which shall be absolutely permanent, we must seek them not in the dimensions, or the motion, or the mass of our planet, but in the wavelength, the period of vibration, and the absolute mass of these imperishable and unalterable and perfectly similar molecules."
  4. V. S. M. van der Willigen, Archives Musée Teyler 3, 142 (1870). "Dans cet état des choses, il peut y avoir de l'utilité à attirer l'attention sur une autre grandeur existant dans la nature, grandeur qui partout et toujours se trouve à notre portée, qui en tout temps et en tous lieux à la même longueur, et qui est entièrement indépendante de bornes placées à la surface de la terre ou de mesures astronomiques. Cette grandeur, c'est la longueur d'ondulation de la lumière du sodium, ou, pour parler plus exactment,—attendu que la ligne spectrale jaune de cette lumière ne tarde pas à se dédoubler quand la dispersion est un peu considérable,—c'est la longueur d'ondulation moyenne de la lumière du sodium, réduite, bien entendu, au vide. En quelque endroit de la terre qu'on se trouve, aujourd'hui et dans des milliers d'années, aussi longtemps qu'on aura un grain de sel de cuisine à sa disposition, on pourra déterminer les longueurs d'onde de ces deux vibrations, en prendre la moyenne et s'en servir pour vérifier les étalons de mesures." (p. 159)." Ma première idée fut de recourir à la méthode employée par M. Fizeau pour déterminer la dilatation du verre, du quartz et d'autres matières analogues. Je voulais, de même que ce savant, opérer un rapprochement graduel entre un verre plan et un verre convex, et compter le nombre des anneaux de Newton déplacés dans la lumière homogène du sodium; du rapprochement connu des verres on aurait conclu la longueur d'onde, puis, par le déplacement de quelques milliers d'anneaux, on aurait obtenu, eny mettant beaucoup de patience et une grande application, une longueur matérielle égale à un nombre connu de longueurs d'onde." (p. 161).
  5. A. A. Michelson and E. W. Morley, Am. J. Sci. 34, 427 (1887).
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  9. J. E. Sears, Sci. Prog. 31, 209 (1936).
  10. Proces. Verbaux Seances Con. Int. Poids Mesures, 12, 64 1927. "On recommande que la Conférence adopte la longueur d'onde de la radiation rouge émise par la vapeur de cadmium, determinée par Benoit, Fabry, et Perot, comme étalon fondamental pour la longueur des ondes lumineuses. . . . Le mètre doit être défini par la relation: 1 mètre= 1553164.13 longueurs d'onde du rayonnment rouge du cadmium, dans les conditions normales spécifiées."
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