| センチメートル (cm) | ナノメートル (nm) |
|---|---|
| 1 センチメートル | 10000000 nm |
| 2 センチメートル | 20000000 nm |
| 3 センチメートル | 30000000 nm |
| 4 センチメートル | 40000000 nm |
| 5 センチメートル | 50000000 nm |
| 10 センチメートル | 100000000 nm |
| 20 センチメートル | 200000000 nm |
| 25 センチメートル | 250000000 nm |
| 50 センチメートル | 500000000 nm |
| 100 センチメートル | 1000000000 nm |
| 基準 | センチメートル (cm) | ナノメートル (nm) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 29.7 cm | 297000000 nm |
| Average adult human height | 170 cm | 1.7 × 109 nm |
| A football pitch (length) | 10500 cm | 1.05 × 1011 nm |
| A marathon | 4219500 cm | 4.2195 × 1013 nm |
| Height of Mount Everest | 884900 cm | 8.849 × 1012 nm |
センチメートルは 1 メートルの 100 分の 1 で、記号は cm です。メートル法の下位単位のなかでは日常生活でもっとも手に取りやすい単位で、手に持てるほど小さいが、ミリメートルで測るには大きすぎる範囲を受け持ちます。
もっともよく使われるのは身体の計測です。身長、ウエスト、胸囲、股下は世界の大半でセンチメートルで記録され、衣類のサイズもそれに基づいています。小児の成長曲線では、身長と頭囲を年齢に対してセンチメートルで示します。長期間の降水量、積雪の深さ、家具や旅行かばんの寸法も同じように表されます。
この単位は、およそ 1 世紀にわたり科学の分野でも正式な地位を占めていました。1874 年に英国科学振興協会が採用した CGS 単位系は、長さの基本単位をセンチメートルとしていました。エルグ、ダイン、ガウスといった CGS 単位は、メートル・キログラム・秒系に取って代わられるまで物理学で標準的に用いられ、1960 年に SI が正式に CGS を置き換えました。一部の CGS 単位は、いまも天文学や電磁気学の一部の分野で使われています。
体積も自然に導かれます。立方センチメートル（cm3 または cc）は、ちょうど 1 ミリリットルに等しくなります。エンジンの排気量は、とくにオートバイで立方センチメートルで表されることが多く、医療用の注射器も同じ目盛りです。
便利な単位である一方、工学の実務にはなじみにくい面があります。設計図がミリメートルを用いるのは、まさに 10 倍しか違わない単位を混在させないためです。両者のあいだで小数点を打ち間違えることは十分に起こりうるうえ、代償の大きい誤りだからです。
地図の縮尺は、この単位を明示的に用います。25000 分の 1 の地図とは、紙の上の 1 センチメートルが地上の 25000 センチメートル、すなわち 250 メートルにあたるという意味で、4 センチメートルで 1 キロメートルになります。登山者やオリエンテーリングの競技者は、この関係を絶えず使います。十進法の便利さがもっともよく表れる例のひとつで、縮尺の換算は小数点を動かすだけで済みます。
よく 知られた 二 つ の 波長 が この 範囲 に落ち、その 名 で呼ばれます。中性 の 水素 は 21 センチメートル で放射します。1944 年 に 予言 され、七 年 後 に検出された 線 です。水素 は 銀河 を満たしているので、この ひとつ の 波長 が 天 の 川 の 渦 の 腕 と、暗い 物質 を はじめ に示した 回転 の 曲線 を描き出しました。家庭 の 電子 の 加熱 器 は 12.2 センチメートル で働きます。水 との 特別 な 共鳴 のためではなく、工業 と 医療 の ために あけてある 帯 から選ばれた 値 です。どちら の 場合 も、波 が 手 ほど の 大きさ なので、センチメートル が 自然 な 単位 です。
1 センチメートルは 10 ミリメートル、0.01 メートルに等しく、0.3937 インチにきわめて近い値です。
ナノメートルは 1 メートルの 10 億分の 1 です。10-9 を表す SI 接頭語のナノをメートルに付けたもので、記号は nm です。この接頭語は「小人」を意味するギリシャ語のナノスに由来します。
これは現代の光学と電子工学が扱う尺度です。可視光はおよそ 380 nm の紫から 750 nm の赤までの範囲にあり、そのためナノメートルは色を物理的に表す標準的な単位となっています。532 nm で発光するレーザーポインターは緑色、650 nm のものは赤色です。紫外線は 380 nm より短く、赤外線は 750 nm より長い波長です。
生物学でもこの単位が絶えず使われます。DNA の二重らせんは幅がおよそ 2 nm です。一般的なウイルスは 20〜300 nm です。細胞膜の厚さは 7 nm ほどです。これらの寸法は、光の波長そのものによって約 200 nm に制限される通常の光学顕微鏡の分解能を下回ります。
ナノメートルが科学の外でも知られるようになったのは半導体製造のためです。プロセスノードには 90 nm、45 nm、14 nm、5 nm、さらにそれ以下という呼び名が付けられてきました。この数値はもはやチップ上の特定の測定可能な寸法を指しておらず、物理的な長さというより市場向けの呼称になっています。ただし実際の構造がナノメートル単位であることに変わりはありません。現代のトランジスタのゲートは、原子数十個ぶんの幅しかありません。
ナノテクノロジーはこの単位から名を取っており、慣例として 1〜100 nm の構造を扱います。この範囲では表面の影響が物質全体の性質を上回りはじめるため、材料はしばしば異なる振る舞いを示します。
この尺度で測るには、可視光に頼らない装置が必要です。電子顕微鏡は、光よりもはるかに短い実効波長をもつ電子を用いて、1 ナノメートル未満の構造を分解します。原子間力顕微鏡はまた別の原理で、鋭い探針を表面に沿って動かし、そのたわみを記録します。対象が見えないままでは分野は前に進めないため、いずれもナノテクノロジーの発展に欠かせないものでした。
1 ナノメートルは 10 オングストローム、1000 ピコメートル、0.001 マイクロメートルに等しくなります。紙 1 枚の厚さはおよそ 100000 nm です。