| Referens | Meter (m) | Nanometer (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 |
Metern är basenheten för längd i Internationella måttenhetssystemet och skrivs m. Alla andra SI-enheter för längd definieras som multiplar eller delar av metern, och utifrån den byggs i sin tur enheterna för area, volym, hastighet och mycket annat.
Definitionen har omarbetats fyra gånger, och varje gång har ett fysiskt föremål ersatts av något mer reproducerbart. Franska vetenskapsakademien föreslog 1791 att metern skulle vara en tiomiljondel av avståndet från Nordpolen till ekvatorn längs meridianen genom Paris. Att mäta upp den bågen tog sex år och gav ett litet fel, eftersom jorden inte är ett fullkomligt klot. År 1889 knöts definitionen till en stång av platina och iridium som förvarades i Sèvres utanför Paris, med kopior utdelade till de undertecknande länderna. År 1960 omdefinierades metern som 1 650 763,73 våglängder av det orangeröda ljus som krypton-86 sänder ut.
Den nuvarande definitionen är från 1983 och är ovanlig så till vida att den låser fast en annan storhet. Ljusets hastighet i vakuum definieras som exakt 299 792 458 meter per sekund, och metern följer därav: den sträcka ljuset tillryggalägger på 1/299 792 458 sekund. Ljushastigheten mäts alltså inte längre, utan är en definierad konstant, och bättre mätteknik förfinar numera metern snarare än hastigheten.
Enheten används världen över för byggnadsmått, löparbanor, simbassänger, vattendjup, tyg och rep. Bara ett fåtal länder håller fast vid brittiska enheter i vardagen, och även där dominerar metern inom vetenskap och medicin.
Några vardagliga hållpunkter gör skalan lättare att uppfatta. En vanlig innerdörr är ungefär två meter hög. En vuxens steg ligger nära tre fjärdedels meter, vilket är skälet till att man kan stega upp en sträcka och få ett hyggligt mått. Bredden på ett körfält ligger mellan tre och tre och en halv meter i de flesta länder.
En meter motsvarar 100 centimeter, 1000 millimeter eller 0,001 kilometer. Det är ungefär 3,28084 fot, eller 39,3701 tum.
Nanometern är en miljarddels meter. Den bildas genom att SI-prefixet nano, som betyder 10-9, sätts framför metern, och skrivs nm. Prefixet kommer av grekiskans nanos, som betyder dvärg.
Detta är den skala som modern optik och elektronik arbetar i. Synligt ljus sträcker sig från ungefär 380 nm i den violetta änden till 750 nm i den röda, vilket gör nanometern till standardenheten för att beskriva färg i fysikaliska termer. En laserpekare som sänder vid 532 nm lyser grönt, en vid 650 nm rött. Ultraviolett ljus ligger under 380 nm och infrarött över 750 nm.
Biologin använder enheten hela tiden. DNA-spiralen är omkring 2 nm bred. Ett typiskt virus mäter mellan 20 och 300 nm. Cellmembran är ungefär 7 nm tjocka. Dessa mått ligger under upplösningen hos vanliga ljusmikroskop, som av ljusets egen våglängd begränsas till omkring 200 nm.
Halvledartillverkningen gjorde nanometern känd utanför vetenskapen. Processnoder har fått namn som 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm och mindre. Siffran motsvarar inte längre någon enskild mätbar detalj på kretsen utan har blivit en marknadsföringsbeteckning snarare än ett fysiskt mått, även om de underliggande strukturerna verkligen mäter nanometer. Grinden i en modern transistor är några tiotal atomer bred.
Nanotekniken har fått namn efter enheten och omfattar enligt gängse bruk strukturer mellan 1 och 100 nm. Material uppför sig ofta annorlunda i detta område, eftersom ytegenskaper börjar väga tyngre än egenskaperna hos materialet i stort.
Att mäta i denna skala kräver instrument som inte bygger på synligt ljus. Elektronmikroskop löser upp detaljer under en nanometer med hjälp av elektroner, vilkas effektiva våglängd är långt kortare än ljusets. Atomkraftmikroskop arbetar på ett annat sätt: de drar en vass spets över ytan och registrerar dess utböjning. Båda var nödvändiga för nanoteknikens utveckling, eftersom ett område inte kommer långt så länge dess föremål förblir osynligt.
En nanometer motsvarar 10 ångström, 1000 pikometer eller 0,001 mikrometer. Ett pappersark är ungefär 100 000 nm tjockt.