こんにちは、みんなの科学研究所の蛯原ようすけと申します。

おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。

 

 

1秒は時計があれば、今、1秒過ぎたと分かりますね。

 

1メートルも、物差しがあれば、1メートルだと分かりますね。

 

普段、意識することなく使っている、1秒、1メートル。

ここでふとしたギモンが浮かんできます。

 

1秒が正しい1秒かどうかどうやって分かるの？

1メートルが正しい1メートルかどうかどうやって分かるの？

 

ムムム、分かりそうで分からないギモン。

 

ちょっと考えてみます。

 

 

 

安い時計を買うと、しばらく使っていると時間が狂ってきます。

安い時計の1秒は正しい1秒を作り出せていないんですね。

まあしょうがないか、といって、時報(じほう)で時間を合わせをしたりしますね。

 

安い物差しは、本当にピッタリ1メートルかといえば、まあだいたい1メートルですね。

家を作ってくれる大工さんがこれではちょっと困りますね。

家がかたむいてしまします。

 

それでも、私たちが生活していくのに、大きな不都合はないかもしれませんが、

オリンピック競技などのタイムを競うスポーツ、マラソンのコースの距離など、

正確な時間、物差しが必要な時もあります。

 

 

1秒は、1955年までは、1日を基準(きじゅん)にして決められていました。

太陽(たいよう)が南中(なんちゅう)する時間の間隔を1日の長さとしていました。

 

太陽(たいよう)が南中(なんちゅう)するとは、

たいようが真南にきて一番高い所にくる瞬間のことをいいます。

 

これは、地球が1日で1回転する時間を基準(きじゅん)にしていることになります。

1日の24分割を1時間、1時間の60分割を1分、1分の60分割を1秒と決めていました。

 

しかし、地球が1日で1回転する時間は、月の重力(じゅうりょく)などの影響などを受けて

少しずつ遅くなっていることが分かりました。

 

5億(おく)年まえの1日は、約21時間だったと言われています。

 

現在は、どうやって1秒を決めているかというと・・・・・・

 

光を使います。

 

この場合の光は、私たちの目にみえる光ではなく、目に見えない光を使います。

どんな光かというと、セシウムという原子(げんし)が吸収して放出する光です。

 

 

原子(げんし)は光をえり好みします。

原子(げんし)は大好きな光がくると、

一旦たべてそして、同じ光を放出します。

 

セシウムという原子(げんし)が吸収して放出する光は、特別な振動(しんどう)をしています。

1秒間にあるところを通過する振動(しんどう)の山の数が、91億9263万1770個です。

 

なにやら中途半端(ちゅうとはんぱ)な数字ですね。

91億個とかキリよくできなかったのでしょうか。

 

それまでに使われていた1秒に合わせるために、

こんな中途半端(ちゅうとはんぱ)な山の数をもつ光が選ばれました。

 

こうやってできた1秒は、ほとんど狂いません。狂いは１兆分の1秒程度と言われています。

 

 

では次に1メートルはどうやって決まっているのでしょうか。

 

18世紀は、赤道(せきどう)から北極までの距離の、1/1000万、を1メートルとしていました。

しかし、赤道(せきどう)から北極までの距離を測らなくてはいけません。

これは大変な手間です、

 

そこで、

 

これが1メートルですよという、金属(きんぞく)の棒を世界に配っていました。

ところが、この金属(きんぞく)が変形(へんけい)してしまうため、

1メートルが国ごとに違ってしまう問題がありました。

 

それでは、現在は、どうやって1メートルを決めているかと言うと・・・・・・

 

ここでも光を使います。

 

1メートルは、光が1秒間に進む距離の2億9979万2458分の1、

として決められました。

 

う～ややこしい数！

 

光が1秒間に進む距離は、約30万キロメートルで、

地球(ちきゅう)を7周半できる計算になります。

 

ただし、この光が1秒間に進む距離は真空(しんくう)の時です。

空気や、水の中を光が進むときは、すこし光が1秒間に進む距離が短くなります。

 

ここでまた、中途半端(ちゅうとはんぱ)な数がでてきました。

2億分の1とかキリのいい数字にんできなかったのでしょうか。

 

やはり、それまでに使われていた1メートルに合わせるために、

こんな中途半端(ちゅうとはんぱ)な数になったのです。

 

 

1秒も1メートルも大昔から変わらないんじゃなくて、

こうしましょうという決めごとで変わってきたんですね。

 

今は、1秒も1メートルも、光を基準にして決めているんですね。

光は、いろんなところで活躍しますね。 

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