미터법

[간동농부]

미터법

도량형에 대한 국제 십진법.

전 세계 대부분의 나라에서 법정단위로 사용되고 있다.

1791년부터 프랑스 아카데미는 과학적 실험을 통해 길이의 '미터', 무게의 '그램', 용량의 '리터'를 유도하고, 10의 배수 표현을 위해 그리스 접두사를 사용하여 밀리(1/1,000), 센티(1/100), 킬로(1,000)로 나타낸 후 1799년 백금을 원기로 만들어 측정의 합법적인 표준으로 선포했다.

'국제도량형위원회'에서 도량형을 감시하고 단위를 각종 방식으로 정의해 왔다.

2018년 제26차 총회에서 킬로그램, 몰, 암페어, 켈빈 등 4개 기본 단위의 정의에 기본 상수를 활용하는 안을 채택했는데, 이 안은 세계 측정의 날인 2019년 5월 20일부터 시행되었다.

십진법을 기준으로 구성된 도량형.

1799년 프랑스에서 길이의 단위는 미터(m), 질량의 단위는 킬로그램(㎏)으로 전환한 후 대부분의 국가에서 공식적으로 사용하고 있다.

1789년의 프랑스 대혁명때 논리적이지 못하고 혼란스러운 전통 단위체계를 10의 배수에 기초를 둔 새로운 체계로 대체하도록 자주 거론되던 구상을 실행했다.

1791년 프랑스 국민의회는 프랑스 과학 아카데미로 하여금 프랑스 무게와 측정에 대해 보고하도록 했다.

새로운 체계는 영원히 변하지 않는 자연물리적 단위에 기초하도록 결정되었다.

아카데미는 길이의 기준을 파리를 통과하는 자오선 상에서 지구 원주의 1/4의 1/10,000,000을 기본단위로 했다.

바르셀로나에서 됭케르크까지의 자오선의 호(弧)를 결정하기 위한 6년간의 끈질긴 조사 끝에, 미터('측정'을 뜻하는 그리스어 'metron'에서 따온 말)라는 새로운 단위가 39.37008인치(in)임을 밝혀냈다.

모든 다른 미터 단위는 미터에서 유도해낸 것인데, 무게에 대해서는 그램(1g은 밀도가 최대일 때의 물 1㎤의 질량), 용량에 대해서는 리터(1㎥의 1/1,000)가 유도되었다.

10의 배수들을 표현하기 위해 그리스의 접두사들을 사용했는데 아토(1/1018)에서부터 엑사(1018)까지의 범위를 가지고 있다.

보다 더 잘 알려져 있는 단위로는 마이크로(1/1,000,100)·밀리(1/1,000)·센티(1/100)·킬로(1,000)가 있다. 따라서 1㎏은 1,000g이고, 1㎜는 1/1,000m이다.

1799년 백금을 사용한 새로운 단위의 구체화인 '보관소의 미터, 킬로그램'(Metre and Kilogram of the Archives)이 프랑스의 모든 측정에서 합법적인 표준으로 선포되었다.

이러한 미터 법의 목표는 새로운 단위가 프랑스뿐만 아니라 '모든 사람을 위한, 모든 시대를 위한' 것이 되고자 한 것이었다.

뒤이어 1875년 파리에서 국제도량형국(International Bureau of Weights and Measures)을 설립하기 위한 국제위원회가 소집되었다.

'미터 조약'으로 파리 근처의 세브르에 영구실험소를 설립하고 지원을 약속했다.

그곳에서는 국제표준을 보관하고, 국가표준복사물들을 검사하고, 도량형학 연구를 수행했다.

40개국의 외교대표들로 구성된 '도량형일반협의회'는 개선점을 찾기 위해 6년에 1번씩 회의를 가졌다.

또한 협의회에 의해 선출된 18명의 과학자들은 국제도량형국을 감시하는 '국제도량형위원회'를 구성했다.

한동안 미터와 킬로그램에 대한 국제원형도량형은 편의상 실제로 측정된 지구의 길이가 아니라 미터킬로그램 보관소의 표준에 근거하여 정해졌다.

20세기에는 단순한 길이·무게·부피보다 복잡한 물리적 성질들을 표현하기 위해 과학과 산업에서 필요한 유도단위 체계가 만들어졌다.

센티미터-그램-초(CGS)와 미터-킬로그램-초(MKS) 등의 체계는 국제단위계가 수립될 때까지 사용되던 주된 미터 법 체계들이다.

여기에 전류의 단위인 암페어가 1948년의 제9차 총회에서 기본단위로 채택되었고, 열역학적 온도의 단위인 켈빈이 1967~8년의 제13차 총회에서, 물질량의 단위 몰이 1971년 제14차 총회에서, 광도의 단위 칸델라가 1979년 제16차 총회에서 채택되었다.

1960년에는 몇몇 기본 단위의 정의에 대하여 자연상수에 의한 정의를 다시 채택했는데, 크립톤-86(86Kr) 스펙트럼의 등적색선의 파장의 1,650,763.73 배를 미터로 새롭게 정의했고, 다시 1983년에는 진공 속에서 1/299,792,458초 동안 빛이 진행한 거리로 정의했다.

킬로그램은 세브르에 보관된 국제원형의 질량에 의해 정의되었으나, 2018년 11월 제26차 총회에서 플랑크 상수를 활용한 새로운 정의가 채택되었다.

이와 함께 캘빈은 볼츠만 상수(k), 암페어는 기본 전하(e), 몰은 아보가드로 상수(NA)라는 고정된 값의 기본상수를 기반으로 단위를 재정의함으로써 안정성과 보편성이 확보된 ‘불변의 단위 정의’가 실현됐다.

이 네 가지 기본 단위의 정의는 세계 측정의 날인 2019년 5월 20일부터 공식적으로 시행된다.

미터법은 미국, 미얀마, 라이베리아를 제외한 전 세계 모든 국가에서 법정단위로 채택하고 있다.