| Referenz | Meter (m) | Ångström (Å) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 0.297 m | 2.97 × 109 Å |
| Average adult human height | 1.7 m | 1.7 × 1010 Å |
| A football pitch (length) | 105 m | 1.05 × 1012 Å |
| A marathon | 42195 m | 4.2195 × 1014 Å |
| Height of Mount Everest | 8849 m | 8.849 × 1013 Å |
Das Meter ist die Basiseinheit der Länge im Internationalen Einheitensystem; das Einheitenzeichen lautet m. Alle übrigen SI-Längeneinheiten sind als Vielfache oder Bruchteile des Meters festgelegt, und aus ihm leiten sich wiederum die Einheiten für Fläche, Volumen, Geschwindigkeit und viele weitere Größen ab.
Die Definition wurde viermal überarbeitet, wobei jedes Mal ein gegenständliches Normal durch etwas besser Reproduzierbares ersetzt wurde. Die Französische Akademie der Wissenschaften schlug 1791 vor, das Meter als den zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Nordpol zum Äquator entlang des Meridians durch Paris zu bestimmen. Die Vermessung dieses Bogens dauerte sechs Jahre und war mit einem kleinen Fehler behaftet, da die Erde keine perfekte Kugel ist. 1889 stützte sich die Definition auf einen Stab aus Platin-Iridium, der in Sèvres bei Paris aufbewahrt wurde; Kopien gingen an die Signatarstaaten. 1960 wurde das Meter als 1.650.763,73 Wellenlängen des orangeroten Lichts von Krypton-86 neu festgelegt.
Die heutige Definition stammt von 1983 und ist insofern ungewöhnlich, als sie eine andere Größe festschreibt. Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist auf exakt 299.792.458 Meter pro Sekunde festgelegt, woraus sich das Meter als die Strecke ergibt, die Licht in 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt. Die Lichtgeschwindigkeit wird somit nicht mehr gemessen, sondern ist eine definierte Konstante; Fortschritte in der Messtechnik verfeinern heute das Meter, nicht die Geschwindigkeit.
Die Einheit dient weltweit dazu, Gebäudemaße, Laufbahnen, Schwimmbecken, Wassertiefen, Stoffe und Seile anzugeben. Nur wenige Länder verwenden im Alltag weiterhin angloamerikanische Einheiten, und selbst dort bestimmt das Meter Wissenschaft und Medizin.
Einige Anhaltspunkte aus dem Alltag helfen beim Einordnen. Eine übliche Zimmertür ist rund zwei Meter hoch. Ein Schritt eines Erwachsenen misst knapp drei Viertel Meter, weshalb sich Entfernungen durch Abschreiten grob abschätzen lassen. Eine Fahrspur ist in den meisten Ländern zwischen drei und dreieinhalb Metern breit.
Ein Meter entspricht 100 Zentimetern, 1000 Millimetern oder 0,001 Kilometern. Das sind ungefähr 3,28084 Fuß beziehungsweise 39,3701 Zoll.
Das Ångström ist eine Längeneinheit von einem Zehnmilliardstel Meter, also 0,1 Nanometern. Es trägt den Namen von Anders Jonas Ångström, dem schwedischen Physiker, der es 1868 in seiner Karte des Sonnenspektrums verwendete. Das Zeichen ist Å, ein aus dem schwedischen Alphabet entlehnter Buchstabe.
Das Ångström hat sich gehalten, weil es dem Maßstab der Atome entspricht. Ein Wasserstoffatom hat einen Radius von etwa 0,5 Å. Eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindung misst rund 1,5 Å. In Nanometern ausgedrückt ergeben diese Werte unhandliche Dezimalstellen, weshalb Kristallografen, Spektroskopiker und Strukturbiologen weiterhin die ältere Einheit bevorzugen. Proteinstrukturen in öffentlichen Datenbanken werden nach wie vor mit ihrer Auflösung in Ångström beschrieben, und eine Struktur besser als 2 Å gilt als hochwertig.
Auch die Wellenlängen des sichtbaren Lichts fallen in einen bequemen Bereich. Rotes Licht liegt nahe 7000 Å, violettes nahe 4000 Å. Röntgenwellenlängen gruppieren sich um 1 Å, und genau deshalb macht die Röntgenbeugung Atomabstände sichtbar: Sonde und Ziel sind gleich groß.
Das Ångström gehört nicht zum Internationalen Einheitensystem. Das BIPM führt es unter den Einheiten, die zum Gebrauch mit dem SI zugelassen sind, rät jedoch von neuen Anwendungen ab und bevorzugt Nanometer oder Pikometer. Diese Empfehlung hat in den Fachgebieten, in denen die Einheit fest verankert ist, wenig bewirkt. Die Halbleiterfertigung zeigt das deutlich. Fertigungsknoten wurden jahrzehntelang in Nanometern benannt, doch als die Strukturen kleiner wurden, begann die Branche, Gateoxiddicken in Ångström anzugeben, und Intel taufte eine Technologiegeneration die Angstrom-Ära.
Beim Lesen älterer Fachliteratur ist Vorsicht geboten. Bevor das Ångström an das Meter gebunden wurde, war es über eine bestimmte Spektrallinie des Cadmiums festgelegt, und Werte aus dem frühen 20. Jahrhundert können geringfügig von heutigen abweichen. Die Internationale Astronomische Union übernahm diese spektroskopische Definition 1907; sie galt, bis das Meter selbst 1960 über Krypton neu bestimmt wurde. Der Unterschied ist klein, aber vorhanden, und er zählt beim Vergleich historischer Spektralmessungen mit heutigen.
Die Umrechnung ist einfach. Ein Ångström entspricht 10-10 Metern, 0,1 Nanometern oder 100 Pikometern. Zehn Ångström ergeben ein Nanometer.