İnsanoğlu her zaman için geçerli olabilecek bir uzunluk birimi belirleme ihtiyacı duymuştur. Bu yüzden zaman içinde yapılan metre tanımlarında değişmeler olmuştur. Amaç, bulunduğu konumu koruyabilecek, değişmeyecek, hassas bir şekilde elde edilebilecek bir standart elde etmektir. Zaman içerisinde standartda meydana gelebilecek değişmeler nedeniyle, o standartta göre imal edilmiş parçalar arasında uyumsuzluk meydana gelir. Bu değişim gözle görülmese de, hassas olmayan bir ölçüm için önemsiz olsa da, endüstriyel ve bilimsel alanda bir metrede, metrenin milyonda biri kadar olan değişimler büyük bir önem oluşturmaktadır.
Şöyle ki, otomobil motorlarının ana parçası olan piston ve silindirlerin imalatı sırasında boyutlarında olabilecek en ufak bir ölçü hatası, örneğin pistonun çapının ideal ölçüsünden mikronlar mertebesinde büyük olması kısa sürede motorun aşınmasına ve daha sonra da kullanılamaz hale gelmesine neden olacaktır. Buna benzer farklı alanlarda kullanılan çok önemli cihaz ve parçaların işlevlerini istenilen kalitede yerine getirebilmesi için metrenin hassas bir şekilde elde edilmesi önem taşımaktadır.
Metrenin yolculuğu
Bu nedenlerle 200 yıl boyunca büyük bir evrim geçiren ve günümüzde modern teknolojinin imkanları ile başlangıçtaki tanımından çok farklı bir şekilde ifade edilen metrenin yolculuğu şöyle gerçekleşmiştir.Uzunluk ölçümleri tarih boyunca sık sık insanlar tarafından yapılmış ve ölçülen mesafeleri tanımlamak, birimlendirmek için bir takım standartlar kullanılmıştır. İnsanlar bazen adımlarını, bazen karışlarını, bazen de nesneleri standart kabul edip ölçümler yapmış ve kullandıkları standart cinsinden bu ölçümleri birimlendirmişlerdir. Örneğin 20 adım, 10 karış gibi... İlk çağlarda, uzunluk ölçümleri için, Nil üzerinde Chaldees'te "Kral'ın Dirseği" yaygın bir standart olarak kullanılmıştır ve bugünkü birimlerle Kral Dirseği 463.3mm' ye denk gelmektedir. İ.S. 1101 yılında, Kral 1. Henry' nin burnundan el başparmağına kadar olan mesafe "Yard" olarak tanımlanmıştır.
Zaman içinde gelişen teknoloji ile birlikte ortak bir birime ihtiyaç duyulması sonucu 1528 yılında, geçerli ölçme ve ağırlık sisteminin, dünyanın boyutlarından oluşturulması fikri Fransız Fizikçi Jean Fernel tarafından ortaya atılmıştır. Referans uzunluk olarak da Paris ile Amiens arasındaki mesafenin, bu şehirden geçen meridyen boyunca ölçülmesi önerilmiştir. Daha sonraki yıllarda birçok değişik fikir öne sürülmüş ancak 1790' lı yıllarda tekrar dünyanın çevresinden uzunluk birimi türetilmeye karar verilmiştir. Sonunda yeni uzunluk biriminin, Dunkirk ve Barcelona arasında, Paris'ten de geçen, meridyen uzunluğunun 10 milyonda biri olmasında görüş birliğine varılmıştır. Bu yeni birim, Yunanca boyut anlamına gelen metron kelimesinden türetilerek METRE olarak adlandırılmıştır.
Meridyen furyasını takiben 1793 yılında Fransa'da geçici bir metre standardının oluşturulmasına karar verilmiştir.
Nihayet 22 Haziran 1799 tarihinde, METRE , metrik sistemin uzunluk standardı olarak Hollandalı Jan Hendrik van Swinden tarafından Fransız otoritelere ( Corps Legislatif ) 25mm*4mm dikdörtgen kesitli bir platinyum çubuk şeklinde sunulmuştur. Standart aynı yıl Ulusal Fransız Arşivi'ne kaldırılmıştır.
O yıllarda metre' nin yanında farklı standartlar ve ölçü birimleri de kullanılmakta idi. Örneğin 1871 yılında orta Avrupa'da Württemberger inch'i, Ren inch'i ve Viyana inch'i olmak üzere üç çeşit inch kullanılmakta idi. Ülkeler arasında yapılan ürün alışverişlerinde farklı ölçü standartlarının kullanılması bir takım karışıklıklara yol açmıştır.
Ülkeler arasında taşınan ürünler arasında birimden kaynaklanan karışıklıkları ortadan kaldırmak amacı ile 1875 yılında METRE KONVANSİYONU, 17 ülke tarafından Paris'te imzalanmıştır. 1879 yılında ilk "Ölçüler ve Ağırlıklar Genel Konferansı" nda metre prototipi onaylanmış ve geçerliliği garanti edilmiştir. Bu konferansta, Metre Konvansiyonu' nun kurucuları arasında olan Osmanlı İmparatorluğu, Miralay Hüsnü Bey tarafından temsil edilmiş ve ilk yıllık ödeme olarak, ülke sınırları buyüklüğüne göre belirlenen en yüksek dördüncü fiyat ödenmiştir.
Yeni metre prototipi
1889 yılında yeni metre prototipi 20mm*20mm boyutlarında X-kesitinde bir çubuk olarak imal edilmiş ve kullanılmaya başlanmıştır. Yeni prototipin bir öncekine göre en önemli özelliği minimum kütlede maksimum rijitliği veren X kesitidir. Ayrıca 1 metrelik uzunluğun, prototipin iki kenarındaki mesafe yerine, uçlara yakın yerlerde çizilen iki çizgi arasındaki mesafe olarak ifade edilmesidir. Bu prototipler üye ülkelere dağıtılmıştır. Balkan savaşlarının patlak vermesiyle başlayan zor dönem nedeniyle Osmanlı İmparatorluğu, kurul toplantılarına katılamamış ve yapılması gereken ödemeleri yapamamıştır. Böylece Osmanlı İmparatorluğu Metre Konvansiyonu'ndan çekilmek zorunda kalmış, kendisi için ayrılmış olan metre prototipini de alamamıştır. Buna karşılık, Osmanlı Devleti'nden bağımsızlığını kazanan Sırbistan ve Romanya'ya metre prototipleri verilmiştir.Yangın, savaş, deprem gibi doğal afetler sonunda metre prototipine zarar gelme ihtimalinin olması, ayrıca zamanla prototipin boyutunda bir takım değişmelerin meydana gelmesi nedeniyle, uzunluk standardının doğal bir kanuna ya da olaya dayandırılarak oluşturulup kabul edilmesi için çalışmalara başlanmıştır.
İlk defa 1892 yılında Albert Michelson, metreyi Kadmiyum'dan yayılan kırmızı ışığın dalga boyu cinsinden ölçmüş ve bu konuda yapılan çalışmaların hızlanmasına sebep olmuştur.
Mastar bloku denilen hassas metal parçaların boyutlarının ölçülmesinde kullanılan Kadmiyum' dan yayılan kırmızı ışığın dalga boyu 1927 yılında 1013.25 mbar basınçta ve 15?C' de 643.84696 nanometre olarak belirlenmiş ve ilk defa ışık dalga boyu ile ölçümlere standartlandırma getirilmiştir.
1933 yılında T.C. Hükümeti METRE KONVANSİYONU'na tekrar üye olmak için Fransa'daki Uluslararası Ölçü ve Ağırlıklar Bürosu BIPM'e üyelik başvurusunda bulunmuştur. 1935'te 21nolu METRE PROTOTİPİ Türkiye'ye verilmiştir. Halen bu standart Sanayi ve Ticaret Bakanlığı tarafından saklanmaktadır.
1960 yılında metre, Kripton-86 gazından elde edilen kırmızı-turuncu ışığın dalga boyu cinsinden belirlenmiştir ve bu şekilde kabul edilmiştir. Kısacası 1 650 763.73 defa kırmızı-turuncu ışığın dalga boyu değeri bir metreyi vermektedir.
1970'li yıllarda kararlılığı yüksek lazerlerin ortaya çıkması ile bu lazerlerin, metre standardının tanımlanmasında kullanılması düşünülmüştür. Bu tip kaynakların ileride daha da geliştirilebiliceğinin gündeme gelmesi üzerine 17 Ekim 1983 yılında metre standardı için herhangi bir dalga boyu belirlemek yerine ışığın vakumdaki sabit hızının kullanılmasına karar verilmiştir. Bunun için ışığın hızının vakum ortamda 299 792 458 m/s olarak belirlenmesi ve buradan ünitenin elde edilmesi gerekmiş ve böylece uzunluk standardının fiziksel bir olaya dayandırılan tanımı gerçekleştirilmiştir.
Metrenin evrimi
Teoride metre hassas, doğruluğu yüksek bir saat yardımıyla herkes tarafından elde edilebilir. Fakat uygulamada ışığın yol almasının ölçülmesi pratik değildir ve metre bilinen ışık dalga boylarını kullanarak ölçülür. Uluslar arası Metroloji Merkezi BIPM ( B ureau I nternational des P oids et M easures) tarafından bir takım ışık kaynakları ve bu kaynaklara ait frekanslar listelenmiştir. Verilen ışık hızına göre (vakum ortamdan farklı ise dahi), ışığın dalga boyu hesaplanabilir ve metre, ışığın dalga boyunu sayarak elde edilebilir.Uzunluk birimi METRE başlangıcından bu yana geçen 200 yıl boyunca, Fransız arşivindeki eşsiz bir standarttan, dünyanın herhangi bir yerinde elde edilebilecek ışığın dalga boyu standartlarına kadar bir evrime uğramıştır. Bu yeni METRE tanımına ait Kararlı Lazer, Türkiye'de TÜBİTAK bünyesinde 1992 yılında kurulan ULUSAL METROLOJİ ENSTİTÜSÜ-UME' de 1993-1994 yıllarında imal edilmiş ve aynı yıl geçerliği Fransa'daki Uluslar arası Ölçü ve Ağırlıklar Bürosu (BIPM) tarafından onaylanmıştır. Bugün UME metreyi en hassas oluşturmuş Ulusal Metroloji Enstitüleri arasında yer almaktadır.
Dr. Tanfer Yandoğan, TÜBİTAK-Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME)
KAYNAKÇA
1) Encyclopaedia Britannica, Volume 15, Chicago, 1973. 2) "Genel Metroloji Eğitim Dökümanı", Ulusal Metroloji Enstitüsü, UME 97-00, Gebze, Kasım 1996. 3) Kotte G., "EUROMET Length Bulletin", NMi Van Swinden Laboratorium, 2600 AR Delf, The Netherlands. 1999. 4) Akgül U., Dereli T., "Uzunluğun Evrensel Tanımı Metre", Bilim ve Teknik, Sayı:348, Tübitak, Ankara, Kasım 1996.
