| 기준 | 미터 (m) | 나노미터 (nm) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 0.297 m | 297000000 nm |
| Average adult human height | 1.7 m | 1.7 × 109 nm |
| A football pitch (length) | 105 m | 1.05 × 1011 nm |
| A marathon | 42195 m | 4.2195 × 1013 nm |
| Height of Mount Everest | 8849 m | 8.849 × 1012 nm |
미터는 국제단위계(SI)에서 길이를 나타내는 기본 단위이며 기호는 m입니다. SI의 다른 길이 단위는 모두 미터의 배수나 분수로 정의되고, 넓이·부피·속도를 비롯한 많은 단위도 미터를 바탕으로 만들어집니다.
미터의 정의는 네 차례 개정되었으며, 개정 때마다 실물 기준이 재현하기 쉬운 기준으로 바뀌었습니다. 1791년 프랑스 과학 아카데미는 파리를 지나는 자오선을 따라 북극에서 적도까지의 거리의 1000만분의 1을 미터로 삼자고 제안했습니다. 이 호를 측량하는 데 6년이 걸렸고, 지구가 완전한 구가 아니어서 작은 오차가 생겼습니다. 1889년에는 파리 근교 세브르에 보관된 백금-이리듐 막대가 기준이 되었고, 그 복제본이 협약국에 배포되었습니다. 1960년에는 크립톤 86이 내는 주황빛 파장의 1650763.73배로 다시 정의되었습니다.
현재의 정의는 1983년에 정해졌으며, 다른 양을 고정한다는 점에서 이례적입니다. 진공에서 빛의 속력을 초당 정확히 299792458미터로 정하고, 미터는 빛이 1/299792458초 동안 나아가는 거리로 도출됩니다. 따라서 빛의 속력은 더 이상 측정 대상이 아니라 정의된 상수이며, 측정 기술의 발전은 이제 빛의 속력이 아니라 미터의 정밀도를 높입니다.
이 단위는 건물 치수, 육상 트랙, 수영장, 수심, 직물, 밧줄 등에 전 세계적으로 쓰입니다. 일상에서 야드파운드법을 유지하는 나라는 소수이며, 그런 나라에서도 과학과 의학 분야에서는 미터가 널리 쓰입니다.
일상적인 기준을 알아 두면 크기를 가늠하기 쉽습니다. 일반적인 실내 문의 높이는 약 2미터입니다. 성인의 한 걸음은 4분의 3미터에 가깝고, 걸음 수를 세어 거리를 대략 재는 방법이 통하는 것도 이 때문입니다. 차로의 폭은 대부분의 나라에서 3미터에서 3.5미터 사이입니다.
1미터는 100센티미터, 1000밀리미터, 0.001킬로미터와 같으며, 약 3.28084피트, 39.3701인치에 해당합니다.
나노미터는 1미터의 10억분의 1입니다. 10-9을 뜻하는 SI 접두어 나노를 미터에 붙인 것으로 기호는 nm입니다. 이 접두어는 난쟁이를 뜻하는 그리스어 나노스에서 왔습니다.
이것은 현대 광학과 전자공학이 다루는 규모입니다. 가시광선은 보라색 끝의 약 380nm에서 붉은색 끝의 750nm까지 걸쳐 있어, 나노미터는 색을 물리적으로 기술하는 표준 단위가 됩니다. 532nm로 발광하는 레이저 포인터는 초록색이고, 650nm짜리는 빨간색입니다. 자외선은 380nm보다 짧고 적외선은 750nm보다 깁니다.
생물학에서도 이 단위가 끊임없이 쓰입니다. DNA 이중나선은 폭이 약 2nm입니다. 일반적인 바이러스는 20~300nm입니다. 세포막의 두께는 7nm 안팎입니다. 이러한 치수는 빛의 파장 자체 때문에 약 200nm로 제한되는 일반 광학 현미경의 분해능보다 작습니다.
나노미터가 과학 밖에서도 익숙해진 것은 반도체 제조 덕분입니다. 공정 노드에는 90nm, 45nm, 14nm, 5nm, 그리고 그보다 작은 이름이 붙어 왔습니다. 이 수치는 이제 칩 위의 특정한 측정 가능한 치수를 가리키지 않으며, 물리적 길이라기보다 마케팅상의 명칭이 되었습니다. 다만 실제 구조가 나노미터 단위인 것은 사실입니다. 현대 트랜지스터의 게이트는 원자 수십 개 너비에 지나지 않습니다.
나노기술은 이 단위에서 이름을 따왔으며, 관례적으로 1~100nm의 구조를 다룹니다. 이 범위에서는 표면 효과가 덩어리 상태의 성질을 압도하기 시작하므로 물질이 다르게 거동하는 경우가 많습니다.
이 규모에서 측정하려면 가시광선에 의존하지 않는 장비가 필요합니다. 전자현미경은 빛보다 실효 파장이 훨씬 짧은 전자를 이용해 1나노미터 이하의 구조를 분해합니다. 원자간력현미경은 또 다른 방식으로, 뾰족한 탐침을 표면 위로 끌면서 그 휘어짐을 기록합니다. 대상이 보이지 않는 한 학문은 멀리 나아갈 수 없으므로, 두 장비 모두 나노기술의 발전에 없어서는 안 될 것이었습니다.
1나노미터는 10옹스트롬, 1000피코미터, 0.001마이크로미터와 같습니다. 종이 한 장의 두께는 약 100,000nm입니다.