海里からナノメートルへの換算

海里（nmi）について

海里は、ちょうど 1852 メートルにあたる長さの単位です。記号は nmi ですが、海事や航空の実務では NM や M も用いられます。法定マイルよりおよそ 15 パーセント長い単位です。

その定義は恣意的なものではなく地理的なものです。1 海里は緯度 1 分に対応し、60 海里で 1 度になります。そのおかげで海図上の航海術はきわめて直接的になります。航海士は、海図の縁に刷られた緯度の目盛りに距離をあてて読み取るだけでよく、換算はいっさい要りません。両者が同じものだからです。ほかの長さの単位にこの性質はなく、伝統的な単位のほとんどがメートル法に道を譲るなかで海里が生き残ってきたのはそのためです。

地球はわずかに扁平であるため、緯度 1 分は一定ではなく、赤道でおよそ 1843 メートル、極でおよそ 1862 メートルと変わります。1929 年、モナコで開かれた第 1 回国際臨時水路会議は、この食い違いを収めるために 1852 メートルという切りのよい値を採用しました。アメリカ合衆国は 1954 年に、イギリスは 1970 年にこの値を受け入れました。それ以前は両国ともわずかに異なる定義を用いていました。

海上と空中の速度はノットで測ります。1 ノットは毎時 1 海里です。この名称は測り方をとどめています。一定の間隔で結び目をつけたログラインを船尾から流し、砂時計で計りながら結び目の数を数えたのです。航空はこの二つの単位を海事の慣行から受け継ぎ、世界中の航空機の速度計はノットで表示されます。

海洋法も同じ単位で書かれています。領海は基線から 12 海里、排他的経済水域は 200 海里まで及びます。いずれも国連海洋法条約が定めた数値です。

古い文献には、これと近い単位がときおり現れます。地理マイルは赤道に沿った 1 分の弧で、およそ 1855 メートルです。子午線ではなく大円上で測るため、海里とはわずかに異なります。実務でこの違いが問題になることはめったにありませんが、歴史資料どうしのわずかな食い違いを説明してくれます。

1 海里は 1852 メートル、およそ 1.15078 法定マイル、6076.12 フィートに等しくなります。

ナノメートル（nm）について

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。