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§第三节精确无比的光尺
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在日常生活中，在工业生产、科学研究、国防事业和商业贸易的各个领域，到处都会碰到长度计量问题。
在卡盘飞转的车床前，工人们手握卡尺认真地检测工件；在热火朝天的乡村工地上，农民们拉开皮尺仔细测量渠道；在红红绿绿的商店柜台旁，售货员挥动直尺热情地为顾客选量布料；在静悄悄的设计室里，工程师们拿着比例尺精心地量绘图纸……这些尺子——卡尺、皮尺、直尺、比例尺是生产和生活中计量长度的标准工具。
可是，怎样保证这些尺子的精确度呢？显然，要保证这些尺子精确无误，必须有一把最精确的尺子作为基准。
什么尺子最精确呢？换句话说，制造和检验这些尺子的基准“尺子”
是什么呢？
为了长度计量单位统一，1875年3月1日在法国巴黎召开了米制外交大会。
在大会的最后一次会议上，20个国家共同签订了闻名的“米制公约”
。
当时规定通过巴黎的地球子午线的四千万分之一为1米，改变了以往国际上长度单位的混乱局面。
不久，人们发现上述米的规定不能满足工业发展的要求，于是，1889年第一届国际计量大会通过了一项米尺协议，决定采用一根X型截面的铂铱合金米尺，用这根米尺上的两条刻线间的距离作为1米的定义值。
这根米尺称为国际米原器，精心地保存在法国巴黎国际计量局的特殊环境里，以避免发生热胀冷缩和各种物理化学变化。
各国的国定米尺和其他计量机构的精密线纹尺，都以国际米原器为基准，定期同它比较以判断和保证精确度。
国际米原器的相对精度为一千万分之一左右，即1米的测量精度为0.1微米左右。
到了20世纪中叶，这个精度显得不够用了，不仅影响了自然科学的发展，也不能满足机械制造、特别是精密机械制造等行业的要求。
此外，随着对微观世界认识的不断深入，人们发现铂铱合金国际米原器保存得不管怎样好，由于物质内部结构随着时间推移在变化，它还是在慢慢地发生微小的变形，国际米原器上两条基准刻线间的距离慢慢地在改变，因而不能保证国际米原器所规定的精确度。
怎样才能保证长度基准单位永久不变呢？
长期以来，科学家们一直在寻找一种自然存在的基准，取代人为的长度基准。
1905年，爱因斯坦利用量子理论，成功地解释了光电效应和光的本性，确定了频率与能量之间的关系。
于是，有些物理学家提出了用原子辐射的波长作为检定米基准的建议。
各国科学家做了许多用光波波长确定米的定义的研究工作，为取得理想的同位素单色光辐射光源的问题进行了大量的实验，实验研究证明可采用的单色光源有镉114红谱线、汞198绿谱线、氪86红绿谱线和橙黄谱线。
从谱线的宽度、对称性和受干扰等方面的特性来看，以氪86同位素原子辐射出的橙黄谱线波长值最理想。
1960年10月14日，在第11届国际计量大会上规定了米的新定义，即1米的长度等于氪86原子的2P10和5D5能级间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍。
从此，延用了71年的米原器退休，光子尺登上了现代国际计量标准的舞台。
氪86是一种质量数为86的气体元素氪。
将氪86这种元素装在一种灯管里，在特定的条件下，通电后就会发出光来。
对这种光进行光谱分析，可以看到一段橙黄谱线。
这种光的波长很稳定，所以，用它作为长度的基准，比任何尺子都更精确。
用这种光波波长基准来检测一根尺子是否精确，也就是说，将一根尺同氪86光波波长进行比较，还需要有一套专用设备，这套设备叫做“光电光波自动比长仪”
。
以氪86光波波长为基准，利用光电光波自动比长仪检测米尺，精度很高，1米误差只有一千万分之一。
用氪86光波波长作基准进行比较测量，精度虽然很高，然而却有一定的限度，就是它一次可以测量的最大长度只有几百毫米。
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