| Referentie | Meters (m) | Nanometers (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 |
De meter is de basiseenheid van lengte in het Internationale Stelsel van Eenheden en wordt geschreven als m. Alle andere SI-eenheden voor lengte zijn gedefinieerd als veelvouden of delen van de meter, en daaruit worden op hun beurt de eenheden voor oppervlakte, volume, snelheid en veel meer opgebouwd.
De definitie is vier keer herzien, en telkens werd een fysiek voorwerp vervangen door iets dat beter reproduceerbaar is. De Franse Academie van Wetenschappen stelde in 1791 voor de meter te bepalen als een tienmiljoenste van de afstand van de noordpool tot de evenaar langs de meridiaan door Parijs. Het opmeten van die boog duurde zes jaar en leverde een kleine fout op, omdat de aarde geen volmaakte bol is. In 1889 berustte de definitie op een staaf van platina en iridium die in Sèvres bij Parijs werd bewaard, met kopieën voor de ondertekenende landen. In 1960 werd de meter opnieuw gedefinieerd als 1 650 763,73 golflengten van het oranjerode licht van krypton-86.
De huidige definitie stamt uit 1983 en is bijzonder omdat ze een andere grootheid vastlegt. De lichtsnelheid in vacuüm is vastgesteld op precies 299 792 458 meter per seconde, en daaruit volgt de meter: de afstand die licht aflegt in 1/299 792 458 seconde. De lichtsnelheid wordt dus niet meer gemeten maar is een gedefinieerde constante, en betere meettechniek verfijnt tegenwoordig de meter en niet de snelheid.
De eenheid wordt wereldwijd gebruikt voor gebouwafmetingen, atletiekbanen, zwembaden, waterdiepte, stoffen en touw. Slechts een klein aantal landen houdt in het dagelijks leven vast aan Britse eenheden, en ook daar overheerst de meter in wetenschap en geneeskunde.
Een paar alledaagse ijkpunten maken de schaal tastbaar. Een gewone binnendeur is ongeveer twee meter hoog. Een pas van een volwassene is bijna driekwart meter, en daarom levert het aftellen van passen een bruikbare schatting van een afstand op. Een rijstrook is in de meeste landen tussen de drie en drieënhalve meter breed.
Eén meter is gelijk aan 100 centimeter, 1000 millimeter of 0,001 kilometer. Dat is ongeveer 3,28084 voet, oftewel 39,3701 inch.
De nanometer is een miljardste meter. Hij ontstaat door het SI-voorvoegsel nano, dat 10-9 betekent, voor de meter te zetten, en wordt geschreven als nm. Het voorvoegsel komt van het Griekse nanos, dat dwerg betekent.
Dit is de schaal waarop de moderne optica en elektronica werken. Zichtbaar licht loopt van ongeveer 380 nm aan de violette kant tot 750 nm aan de rode, waardoor de nanometer de standaardeenheid is om kleur natuurkundig te beschrijven. Een laserpen die op 532 nm uitzendt is groen; een van 650 nm is rood. Ultraviolet licht ligt onder 380 nm en infrarood boven 750 nm.
De biologie gebruikt de eenheid voortdurend. De dubbele helix van DNA is ongeveer 2 nm breed. Een gangbaar virus meet tussen 20 en 300 nm. Celmembranen zijn zo’n 7 nm dik. Deze afmetingen liggen onder het oplossend vermogen van gewone lichtmicroscopen, dat door de golflengte van het licht zelf beperkt is tot ongeveer 200 nm.
De halfgeleiderproductie maakte de nanometer ook buiten de wetenschap bekend. Procesknopen kregen namen als 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm en kleiner. Het getal komt niet langer overeen met één meetbaar kenmerk op de chip; het is eerder een marketingaanduiding dan een fysieke maat geworden, al meten de onderliggende structuren werkelijk nanometers. De gate van een moderne transistor is enkele tientallen atomen breed.
De nanotechnologie ontleent haar naam aan de eenheid en beslaat volgens afspraak structuren tussen 1 en 100 nm. Materialen gedragen zich in dit bereik vaak anders, omdat oppervlakte-effecten zwaarder gaan wegen dan de eigenschappen van het materiaal als geheel.
Meten op deze schaal vergt instrumenten die niet op zichtbaar licht steunen. Elektronenmicroscopen lossen details onder één nanometer op met elektronen, waarvan de effectieve golflengte veel korter is dan die van licht. Atoomkrachtmicroscopen werken weer anders: ze slepen een scherpe punt over het oppervlak en registreren de doorbuiging ervan. Beide waren onmisbaar voor de ontwikkeling van de nanotechnologie, want een vakgebied komt niet ver zolang zijn onderwerp onzichtbaar blijft.
Eén nanometer is gelijk aan 10 ångström, 1000 picometer of 0,001 micrometer. Een vel papier is ruwweg 100.000 nm dik.