ในช่วงการปฏิวัติฝรั่งเศสหน่วยวัดแบบดั้งเดิมถูกแทนที่ด้วยหน่วยวัดที่สอดคล้องกันโดยอิงจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เมื่อหนึ่งศตวรรษก่อน นักวิทยาศาสตร์นิยมใช้ลูกตุ้มวินาที (ลูกตุ้มที่มีครึ่งคาบหนึ่งวินาที) เป็น หน่วยพื้นฐานของความยาวแต่หน่วยนี้ถูกปฏิเสธเนื่องจากพบว่าความยาวนี้แตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ตามแรงโน้มถ่วงในท้องถิ่น จึง มีการนำ หน่วยเมตรมาใช้ โดยกำหนดให้เป็นหนึ่งในสิบล้านส่วนของระยะทางที่สั้นที่สุดจากขั้วโลกเหนือไปยังเส้นศูนย์สูตรที่ผ่านกรุงปารีสโดยสมมติว่าโลกแบนราบลง⁠1/334⁠ . ^{[ 1 ]}

จากการวัดส่วนโค้งของ Delambre และ Méchainมาตรฐานเมตรอย่างเป็นทางการของฝรั่งเศสในอดีตจึงถูกกำหนดขึ้นในรูปแบบของMètre des Archivesซึ่งเป็น แท่ง แพลทินัมที่เก็บรักษาไว้ในปารีส เดิมทีมีการวางแผนที่จะกำหนดนิยามของเมตรโดยไม่ใช้วัตถุ โดยการนับจำนวนครั้งที่ลูกตุ้มยาวหนึ่งเมตรแกว่งไปมาในหนึ่งวัน ณละติจูด 45° ^{[ 2 ]}อย่างไรก็ตาม การกำหนดนิยามของหน่วยความยาวโดยไม่ใช้วัตถุโดยใช้ลูกตุ้มนั้นพิสูจน์ได้ว่ามีความน่าเชื่อถือน้อยกว่าวัตถุ^{[ 3 ] [ 4 ]}

ในช่วงกลางศตวรรษที่สิบเก้า หลังจากการปฏิวัติอเมริกาและการปลดปล่อยอาณานิคมในทวีปอเมริกาหน่วยเมตรเริ่มเป็นที่ยอมรับในทวีปอเมริกาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ และได้รับการกำหนดให้เป็นหน่วยวัดสากลอย่างเป็นทางการโดยอนุสัญญาเมตร ค.ศ. 1875 ในช่วงเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สอง

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2432 เครื่องวัด Mètre des Archivesและสำเนาต่างๆ เช่นเครื่องวัด Committee Meterถูกแทนที่ด้วยเครื่องวัดมาตรฐานใหม่ที่ทำจากแพลทินัม-อิริเดียมและแท่งโลหะ 29 แท่งที่สอบเทียบกับเครื่องวัดนี้ถูกแจกจ่ายไปยังประเทศต่างๆ^{[ 5 ]} การปรับปรุง มาตรฐานนี้เกี่ยวข้องกับการพัฒนาอุปกรณ์วัดเฉพาะทางและการกำหนดมาตราส่วนอุณหภูมิที่สามารถทำซ้ำได้^{[ 6 ]}

ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในที่สุดก็ทำให้สามารถกำหนดนิยามของเมตรได้โดยไม่มีวัตถุเป็นองค์ประกอบ ดังนั้นในปี 1960 นิยามใหม่ที่อิงตามจำนวนความยาวคลื่นแสงที่เฉพาะเจาะจงจากการเปลี่ยนสถานะเฉพาะในคริปตอน-86ทำให้มาตรฐานนี้สามารถใช้งานได้ทั่วโลกโดยการวัด ในปี 1983 นิยามนี้ได้รับการปรับปรุงให้เป็นความยาวที่กำหนดในแง่ของความเร็วแสงนิยามนี้ได้รับการเรียบเรียงใหม่ในปี 2019: ^{[ 7 ]}

เมตร สัญลักษณ์ m เป็นหน่วยวัดความยาวในระบบ SI โดยกำหนดนิยามจากค่าคงที่ของความเร็วแสงในสุญญากาศcให้เป็น299 792 458 เมื่อ แสดงในหน่วย m⋅s ⁻¹โดยที่วินาทีถูกกำหนดในแง่ของความถี่ซีเซียมΔ ν _Cs

ในกรณีที่ยังคงใช้หน่วยวัดความยาวแบบดั้งเดิมอยู่ หน่วยวัดเหล่านั้นจะถูกกำหนดเป็นเมตร – ตัวอย่างเช่น ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2502 หลาได้รับการกำหนดอย่างเป็นทางการให้มีค่าเท่ากับ 0.9144 เมตร^{[ 8 ] [ 9 ]}

ในอดีต หน่วยวัดมีความแตกต่างกันอย่างมาก แม้ว่าจะใช้ชื่อเดียวกันก็ตาม บางอาณาจักรและรัฐต่างๆ ได้กำหนดมาตรฐานการวัดบางอย่าง แต่ในบางแห่ง เช่น ฝรั่งเศสก่อนการปฏิวัติฝรั่งเศส หน่วยวัดก็ยังคงแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ ในช่วงการปฏิวัติวิทยาศาสตร์มีการเสนอ "หน่วยวัดความยาวสากล" ต่างๆ ซึ่งจะอิงจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่สามารถทำซ้ำได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งลูกตุ้มและโลก

การใช้มาตราส่วนทศนิยมสำหรับการวัดได้รับการเสนอโดยSimon Stevinนักคณิตศาสตร์ชาวเฟลมิชในปี 1586 ^{[ 10 ] [ 11 ]}

ในศตวรรษที่ 18 สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสได้จัดงานเกี่ยวกับการทำแผนที่และการสำรวจทางภูมิศาสตร์ซึ่งรวมถึงการวัดขนาดและรูปร่างของโลก^{[ 12 ]}จากการสำรวจในเอกวาดอร์และแลปแลนด์พบว่าโลกไม่ได้เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ แต่เป็น^ทรงรีแบนดังที่นิวตันได้สรุปไว้จากการเปลี่ยนแปลง ความยาวของ ลูกตุ้มวินาทีตามละติจูด^[ 13 ^]

ในราวปี ค.ศ. 1602 กาลิเลโอได้สังเกตว่าการแกว่งปกติของลูกตุ้มขึ้นอยู่กับความยาวของมัน^{[ 14 ]}ในปี ค.ศ. 1645 โจวันนี บาติสตา ริชชิโอลีได้กำหนดความยาวของลูกตุ้มที่มีการแกว่งหนึ่งวินาทีในแต่ละทิศทาง ซึ่งเรียกว่า " ลูกตุ้มวินาที " ^{[ 15 ]}

ในปี ค.ศ. 1671 ฌอง ปิการ์ดเสนอให้ใช้ความยาวนี้เป็นหน่วยวัด โดยเรียกว่าRayon Astronomique (รัศมีดาราศาสตร์) ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}ในปี ค.ศ. 1675 ติโต ลิวิโอ บูราตินีเสนอให้เรียกมันว่าmetro cattolico (หน่วยวัดสากล) ^{[ 19 ]}อย่างไรก็ตาม ในปี ค.ศ. 1671–1673 นักดาราศาสตร์ฌอง ริเชอร์ค้นพบว่าความยาวของลูกตุ้มวินาทีจะแตกต่างกันไปตามแต่ละสถานที่ ขึ้นอยู่กับละติจูด^{[ 20 ] [ 18 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1790 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสไม่ต้องการนำมิติอื่น ( เวลา ) เข้ามาใช้ในการกำหนดหน่วยความยาว [ ^{2 ] ซึ่ง}เป็นหน่วยพื้นฐานของระบบเมตริก ( เมตรและกิโลกรัม ) ^{[ 21 ]}อย่างไรก็ตาม เดิมทีมีการวางแผนที่จะลดทอนความหมายของเมตรโดยการนับจำนวนครั้งที่ลูกตุ้มยาว 1 เมตรแกว่งไปมาในหนึ่งวัน (86,400 วินาที) ในสุญญากาศ ที่ระดับน้ำทะเล ที่อุณหภูมิของน้ำแข็งที่กำลังละลาย และที่ละติจูด 45° ^{[ 2 ]}

หน่วยที่สองถูกเพิ่มเข้าไปในระบบตามข้อเสนอของคาร์ล ฟรีดริช เกาส์ในปี พ.ศ. 2375 เพื่อสร้างระบบหน่วยสัมบูรณ์โดย อิง จากหน่วยพื้นฐานสามหน่วย ได้แก่ ความยาวมวลและเวลา^{[ 22 ]}

ในปี ค.ศ. 1790 ระหว่างการปฏิวัติฝรั่งเศสสภาแห่งชาติได้มอบหมายให้สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสทำการปฏิรูปหน่วยวัด สถาบันได้จัดตั้งคณะกรรมการขึ้น ซึ่งปฏิเสธการใช้ลูกตุ้มเป็นหน่วยวัดความยาว^{[ 23 ]}และตัดสินใจว่าหน่วยวัดใหม่ควรเท่ากับหนึ่งในสิบล้านส่วนของระยะทางจากขั้วโลกเหนือถึงเส้นศูนย์สูตร (หนึ่งในสี่ของเส้นรอบวงของโลก) โดยจะวัดตามเส้นเมริเดียนที่ผ่านศูนย์กลางของ หอดู ดาวปารีส^{[ 24 ] [ 25 ]}

อย่างไรก็ตาม ในระหว่างรอการดำเนินการดังกล่าว การวัดระยะทางจากดันเคิร์กบนช่องแคบอังกฤษไปยังคอลลิอูร์บนชายฝั่งทะเลเมดิเตอร์เรเนียนที่ทำในปี 1740 ถูกนำมาใช้ และหลังจากกฎหมายเมื่อวันที่ 7 เมษายน 1795 ^{[ 27 ]}แท่งเมตรโลหะชั่วคราวถูกแจกจ่ายในฝรั่งเศสในปี 1795-1796 ^{[ 28 ]}

ในปี ค.ศ. 1799 การวัดส่วนหนึ่งของเส้นเมริเดียนจากดันเคิร์กถึงบาร์เซโลนาเสร็จสมบูรณ์ และมีการคำนวณค่าแก้ไขสำหรับรูปร่างที่ไม่เป็นทรงกลมของโลกจากข้อมูลดังกล่าวและการสำรวจอื่น^{[ 29 ] [ 22 ]}ดังนั้นจึงมีการสร้างแท่งเมตรจากแพลทินัมและกำหนดโดยกฎหมายให้เป็นเมตรมาตรฐานหลัก ซึ่งเก็บไว้ในหอจดหมายเหตุแห่งชาติและรู้จักกันในชื่อMètre des Archives ^{[ 30} ] มีการ ^{สร้าง}เมตรแพลทินัมอีกอันหนึ่งซึ่งสอบเทียบกับMètre des Archivesและเมตรเหล็กอีกสิบสองอันเป็นมาตรฐานรอง^{[ 31 ]}

ในศตวรรษที่ 19 มีการประดิษฐ์เครื่องมือวัดที่ปรับเทียบเป็นเมตรเพื่อใช้ในการทำแผนที่ของอเมริกา สเปน และอียิปต์

หนึ่งในมาตรฐานเมตรเหล็กถูกนำไปยังสหรัฐอเมริกาในปี พ.ศ. 2348 ^{[ 32 ]}ในสหรัฐอเมริกา มาตรฐานนี้เป็นที่รู้จักในชื่อ Committee Meter และใช้เป็นมาตรฐานความยาวใน^{การสำรวจ ชายฝั่ง ของ}สหรัฐอเมริกาจนถึงปี พ.ศ. 2333 ^{[ 32 ] [ 34 ]}

ในปี พ.ศ. 2498 แผนที่ดูฟูร์ (ภาษาฝรั่งเศส: Carte Dufour ) ซึ่งเป็นแผนที่ภูมิประเทศฉบับแรกของสวิตเซอร์แลนด์ที่ใช้เมตรเป็นหน่วยวัดความยาว ได้รับรางวัลเหรียญทองในงานนิทรรศการโลก^{[ 35 ] [ 36 ]}ในช่วงระหว่างงานนิทรรศการโลก (พ.ศ. 2498)และการประชุมสถิติ ครั้งที่สอง ที่จัดขึ้นในปารีส ได้มีการจัดตั้งสมาคมขึ้นในปี พ.ศ. 2498 โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ระบบการวัด น้ำหนัก และสกุลเงินแบบทศนิยมที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน^{[ 1 ]}คณะกรรมการด้านน้ำหนัก การวัด และเงินตรา (ภาษาฝรั่งเศส: Comité des poids, mesures et monnaies ) ได้ถูกจัดตั้งขึ้นในระหว่างงานนิทรรศการโลก (พ.ศ. 2410)ที่ปารีส และเรียกร้องให้มีการนำระบบเมตริกมาใช้ในระดับสากล^{[ 37 ] [ 1 ]}

ในสหรัฐอเมริกาพระราชบัญญัติเมตริกปี 1866อนุญาตให้ใช้หน่วยเมตรในสหรัฐอเมริกา^{[ 38 ]}และในปี 1867 การประชุมใหญ่ของEuropean Arc Measurement (ภาษาเยอรมัน: Europäische Gradmessung ) ได้เสนอให้จัดตั้งสำนักงานระหว่างประเทศว่าด้วยมาตรวัดและน้ำหนัก^{[ 39 ] [ 40 ]}

ในปี พ.ศ. 2312 สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กได้ส่งรายงานเชิญสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสให้ร่วมมือกันเพื่อให้มั่นใจว่าระบบเมตริก จะถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลาย ในงานวิทยาศาสตร์ทั้งหมด^{[ 4 ]}สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสและสำนักงานลองจิจูดในปารีสได้ดึงความสนใจของรัฐบาลฝรั่งเศสมาที่ประเด็นนี้ ในปีเดียวกันนั้นเองนโปเลียนที่ 3ได้ออกคำเชิญให้เข้าร่วม คณะ กรรมการเมตริกสากล^{[ 37 ]}

คณะกรรมาธิการเรียกร้องให้สร้างต้นแบบเมตรสากลใหม่ซึ่งมีความยาวใกล้เคียงกับเมตรเดส์อาร์ไคฟ์ มากที่สุด และจัดระบบที่สามารถเปรียบเทียบมาตรฐานระดับชาติกับเมตรดังกล่าวได้^{[ 4 ]}

ในการประชุมเรื่องเมตรเมื่อปี ค.ศ. 1875 เมตรได้รับการรับรองให้เป็นหน่วยวัดความยาวทางวิทยาศาสตร์สากล

ในช่วงปลายศตวรรษที่สิบเก้า มีการสร้างเมตรมาตรฐานสากลใหม่ที่เรียกว่า "ต้นแบบ" ^{[ a ]}พร้อมกับสำเนาเพื่อใช้เป็นมาตรฐานระดับชาติ เป็น "มาตรฐานเส้น" โดยเมตรถูกกำหนดให้เป็นระยะห่างระหว่างเส้นสองเส้นที่ทำเครื่องหมายไว้บนแท่ง เพื่อไม่ให้การสึกหรอที่ปลายมีความสำคัญ^{[ 21 ] [ 1 ]}เมื่อเปลี่ยนมาใช้หน่วยวัดมาตรฐานของอังกฤษหลังจากเหตุการณ์ไฟไหม้รัฐสภาวิลเลียม ซิมส์ได้ริเริ่มหลักการซึ่งเป็นแรงบันดาลใจให้เฮนรี เทรสกาโดยการทำเครื่องหมายเส้นเพื่อแสดงความยาวของหน่วยบนระนาบกลางของมาตรฐาน^{[ 4 ]}

การก่อสร้างนั้นอยู่บนขีดจำกัดของเทคโนโลยี แท่งโลหะทำจากโลหะผสมพิเศษ  แพลทินัม 90% และ  อิริเดียม 10% ซึ่งแข็งกว่าแพลทินัมบริสุทธิ์อย่างมาก และมีหน้าตัดรูปตัว X พิเศษ (เรียกว่า " หน้าตัด Tresca " ซึ่งตั้งชื่อตามวิศวกรชาวฝรั่งเศส Henri Tresca) เพื่อลดผลกระทบของความเครียดจากการบิดระหว่างการเปรียบเทียบความยาว^{[ 9 ] [ 1 ]}การหล่อครั้งแรกนั้นไม่เป็นที่น่าพอใจ และงานนี้จึงถูกมอบให้กับบริษัทJohnson Matthey ในลอนดอน ซึ่งประสบความสำเร็จในการผลิตแท่งโลหะจำนวน 30 แท่งตามข้อกำหนดที่ต้องการ หนึ่งในนั้นคือแท่งหมายเลข 6 ซึ่งมีความยาวเท่ากับmètre des Archivesและถูกกำหนดให้เป็นต้นแบบเมตรสากลในการประชุมครั้งแรกของ CGPM ในปี 1889แท่งโลหะอื่นๆ ที่ได้รับการสอบเทียบกับต้นแบบสากลอย่างถูกต้องแล้ว ได้ถูกแจกจ่ายให้กับประเทศภาคีของอนุสัญญาเมตรเพื่อใช้เป็นมาตรฐานแห่งชาติ^{[ 41 ]}ตัวอย่างเช่น สหรัฐอเมริกาได้รับแท่งหมายเลข 27 ซึ่งมีความยาวที่สอบเทียบแล้วเท่ากับ0.999 9984ม. ± 0.2 μm (น้อยกว่าต้นแบบสากล 1.6 μm) ^{[ 42 ] [ 1 ]}

เนื่องจากความยาวของแท่งจะแปรผันตามอุณหภูมิ การวัดที่แม่นยำจึงต้องใช้อุณหภูมิที่ทราบและคงที่ และอาจได้รับผลกระทบจากความร้อนในร่างกายของนักวิทยาศาสตร์ด้วย^{[ 43 ]}ดังนั้นจึงมีการจัดเตรียมมิเตอร์มาตรฐานพร้อมเทอร์โมมิเตอร์ที่แม่นยำ^{[ 44 ]}

การเปรียบเทียบมาตรฐานระดับชาติกับต้นแบบสากลครั้งแรก (และครั้งเดียว) ดำเนินการระหว่างปี พ.ศ. 2464 ถึง พ.ศ. 2479 ^{[ 9 ] [ 41 ]}และระบุว่านิยามของเมตรยังคงรักษาไว้ได้ภายใน 0.2 μm ^{[ 45 ]}ในเวลานั้น มีการตัดสินใจว่าจำเป็นต้องมีนิยามของเมตรที่เป็นทางการมากขึ้น (การตัดสินใจในปี พ.ศ. 2432 กล่าวเพียงว่า "ต้นแบบที่อุณหภูมิของน้ำแข็งละลาย จะเป็นตัวแทนของหน่วยความยาวเมตริกนับจากนี้เป็นต้นไป") และตกลงกันในการประชุม CGPM ครั้งที่ 7 ในปี พ.ศ. 2460 ^{[ 46 ]}

หน่วยวัดความยาวคือเมตร ซึ่งกำหนดโดยระยะทางที่มุม 0° ระหว่างแกนของเส้นกึ่งกลางสองเส้นที่ทำเครื่องหมายไว้บนแท่งแพลทินัม-อิริเดียมที่เก็บรักษาไว้ที่สำนักงาน ระหว่างประเทศว่าด้วยมาตรวัด (Bureau International des Poids et Mesures)และได้รับการประกาศให้เป็นต้นแบบของเมตรโดยการประชุมใหญ่ว่าด้วยมาตรวัดครั้งที่ 1 (1st  Conférence Générale des Poids et Mesures ) โดยแท่งนี้อยู่ภายใต้ความดันบรรยากาศมาตรฐานและวางอยู่บนกระบอกสองอันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อยหนึ่งเซนติเมตร วางสมมาตรกันในระนาบแนวนอนเดียวกันที่ระยะห่าง 571 มิลลิเมตรจากกัน

ตำแหน่งการรองรับเหล่านี้อยู่ที่จุดเบสเซลของต้นแบบ ซึ่งเป็นจุดรองรับที่แยกจากกันด้วยความยาวทั้งหมดของแท่ง 0.5594 ^{[ 47 ]}ซึ่งช่วยลดการหดตัวของแท่งเนื่องจากการโค้งงอภายใต้น้ำหนักของตัวเอง^{[ 48 ]}เนื่องจากต้นแบบเป็นมาตรฐานเส้น ความยาวทั้งหมดจึงอยู่ที่ 102 ซม. ยาวกว่า 1 เมตรเล็กน้อย^{[ 49 ] [ 50 ]}เมื่อวัดตามหน้าตัด จะมีขนาด 16 มม. × 16 มม. ^{[ 51 ]}

การแสดงหน่วยความยาวโดยใช้ระยะห่างระหว่างเส้นละเอียดสองเส้นบนพื้นผิวของแท่งโลหะที่อุณหภูมิหนึ่งนั้นไม่เคยปราศจากความไม่แน่นอนและข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้ เนื่องจากความยากลำบากในการทราบอุณหภูมิที่แน่นอนของแท่งโลหะในแต่ละช่วงเวลา และการถ่ายโอนหน่วยนี้หรือตัวคูณของมันไปยังแท่งวัดจะได้รับผลกระทบไม่เพียงแต่จากข้อผิดพลาดในการสังเกตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อผิดพลาดที่เกิดจากความไม่แน่นอนของอุณหภูมิของแท่งโลหะทั้งสองด้วย หากแท่งวัดไม่สามารถชดเชยอุณหภูมิได้เอง การขยายตัวของมันจะต้องถูกกำหนดโดยการทดลองอย่างระมัดระวัง เทอร์โมมิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับวัตถุประสงค์นี้จะต้องได้รับการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วน และต้องกำหนดข้อผิดพลาดของการหารและข้อผิดพลาดของดัชนี^{[ 52 ]}ในศตวรรษที่ 19 การเปรียบเทียบอย่างระมัดระวังกับหน่วยวัดมาตรฐานหลายหน่วยแสดงให้เห็นว่าMètre des Archivesไม่เท่ากับเมตรตามกฎหมายหรือ 443.296 เส้นของหน่วยวัด Toise ของเปรูอย่างแม่นยำ แต่โดยประมาณแล้ว ⁠ ⁠1/75,000ความยาวที่เล็กกว่า^{[ 13 ]} หรือประมาณ 0.013 มิลลิเมตร ยิ่งไปกว่านั้น ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเมตรนั้นสั้นกว่าที่ควรจะเป็น 0.197 มิลลิเมตร ตามคำจำกัดความเดิมที่เสนอไว้ ส่วนใหญ่เป็นเพราะไม่ได้คำนึงถึงการเบี่ยงเบนในแนวดิ่งที่ปลายด้านใต้ของการวัดส่วนโค้งของ Delambre และ Méchain ^{[ 53 ] [ 54 ]}

งานของ Charles Sanders Peirceส่งเสริมให้วิทยาศาสตร์ของอเมริกาก้าวขึ้นมาเป็นผู้นำด้านมาตรวิทยาโลก นอกเหนือจากการเปรียบเทียบสิ่งประดิษฐ์ของเมตรและการมีส่วนร่วมในมาตรวิทยาแรงโน้มถ่วงผ่านการปรับปรุงลูกตุ้มแบบกลับทิศได้แล้ว Peirce ยังเป็นคนแรกที่เชื่อมโยงเมตรกับความยาวคลื่นของเส้นสเปกตรัมในเชิงทดลอง ตามที่เขากล่าว ความยาวมาตรฐานอาจเปรียบเทียบได้กับความยาวคลื่นของแสงที่ระบุโดยเส้นในสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ Albert Abraham Michelsonได้นำแนวคิดนี้ไปใช้และปรับปรุงในเวลาต่อมา^{[ 3 ] [ 55 ]}

การวัดแบบ อินเตอร์เฟอโร เมตริก ครั้งแรกที่ดำเนินการโดยใช้เครื่องวัดต้นแบบสากลคือการวัดของAlbert A. MichelsonและJean-René Benoît (1892–1893) ^{[ 56 ]}และของ Benoît, FabryและPerot (1906) ^{[ 57 ]}ซึ่งทั้งสองใช้เส้นสีแดงของแคดเมียมผลลัพธ์เหล่านี้ซึ่งให้ความยาวคลื่นของเส้นแคดเมียม ( λ  ≈ 644 nm) นำไปสู่การกำหนดหน่วยอังสตรอมเป็นหน่วยความยาวรองสำหรับการวัดแบบสเปกโทรสโกปี โดยสหภาพระหว่างประเทศเพื่อความร่วมมือในการวิจัยพลังงานแสงอาทิตย์ (1907) ^{[ 58 ]} เป็นผู้กำหนดก่อน และต่อมาโดยCIPM (1927) ^{[ 41 ] [ 59 ]}ผลงานของมิเชลสันในการ "วัด" เมตรต้นแบบให้มีความคลาดเคลื่อนไม่ เกิน 1/10ของความยาวคลื่น ( < 0.1 μm  ) เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2450 ^{[ 9 ] [ 41 ] [ 60 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1950 วิธีการวัดความยาวด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรีได้กลายเป็นวิธีการที่นิยมใช้สำหรับการวัดความยาวอย่างแม่นยำ แต่ก็ยังคงมีปัญหาในทางปฏิบัติที่เกิดจากระบบหน่วยที่ใช้ หน่วยธรรมชาติสำหรับการแสดงความยาวที่วัดได้ด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรีคืออังสตรอม แต่ผลลัพธ์นี้จะต้องถูกแปลงเป็นเมตรโดยใช้ตัวประกอบการแปลงเชิงทดลอง ซึ่งก็คือความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ แต่ค่าที่วัดได้นั้นเป็นเมตรแทนที่จะเป็นอังสตรอม การทำเช่นนี้จะเพิ่มความไม่แน่นอนในการวัด เพิ่มเติม ให้กับผลลัพธ์ความยาวใดๆ ในหน่วยเมตร นอกเหนือจากความไม่แน่นอนของการวัดด้วยอินเตอร์เฟอโรเมตรีจริง

วิธีแก้ปัญหาคือการกำหนดหน่วยเมตรในลักษณะเดียวกับที่หน่วยอังสตรอมได้รับการกำหนดไว้ในปี พ.ศ. 2450 นั่นคือโดยพิจารณาจากความยาวคลื่นอินเตอร์เฟอโรเมตริกที่ดีที่สุดที่มีอยู่ ความก้าวหน้าทั้งในด้านเทคนิคการทดลองและทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าเส้นแคดเมียมเป็นกลุ่มของเส้นที่แยกจากกันอย่างใกล้ชิด และเป็นผลมาจากการมีไอโซโทป ที่แตกต่างกัน ในแคดเมียมธรรมชาติ (ทั้งหมดแปดชนิด) เพื่อให้ได้เส้นที่กำหนดได้อย่างแม่นยำที่สุด จำเป็นต้องใช้แหล่งกำเนิดโมโนไอโซโทป และแหล่งกำเนิดนี้ควรมีไอโซโทปที่มีจำนวนโปรตอนและนิวตรอนเป็นเลขคู่ (เพื่อให้มีสปินนิวเคลียร์ เป็นศูนย์ ) ^{[ 9 ]}

ไอโซโทปหลายชนิดของแคดเมียมคริปตอนและปรอทต่างก็มีคุณสมบัติตรงตามเงื่อนไขของสปินนิวเคลียร์เป็นศูนย์ และมีเส้นสเปกตรัมที่สว่างในย่านแสงที่มองเห็นได้

คริปตอนเป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง ทำให้สามารถเสริมไอโซโทป ได้ง่ายขึ้น และมีอุณหภูมิการทำงานของหลอดไฟที่ต่ำลง (ซึ่งช่วยลดการขยายตัวของเส้นเนื่องจากปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ ) ดังนั้นจึงตัดสินใจเลือกเส้นสีส้มของคริปตอน-86 ( λ  ≈ 606 nm) เป็นมาตรฐานความยาวคลื่นใหม่^{[ 9 ] [ 61 ]}

ดังนั้น  CGPM ครั้งที่ 11 ในปี พ.ศ. 2503 จึงตกลงกำหนดนิยามใหม่ของเมตร: ^{[ 46 ]}

เมตร คือความยาวที่เท่ากับ1,650,763.73 เท่าของ  ความยาวคลื่นในสุญญากาศของรังสีที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนสถานะระหว่างระดับ 2p ₁₀และ 5d ₅ของอะตอมคริปตอน 86

การวัดความยาวคลื่นของเส้นคริปตอนไม่ ได้ ทำโดยตรงกับเมตรต้นแบบสากล แต่ใช้วิธีหาอัตราส่วนของความยาวคลื่นของเส้นคริปตอนต่อเส้นแคดเมียมในสุญญากาศ จากนั้นจึงนำไปเปรียบเทียบกับค่าความยาวคลื่นของเส้นแคดเมียมในอากาศที่ Fabry–Perot กำหนดไว้ในปี 1906 (โดยมีการแก้ไขค่าดัชนีหักเหของอากาศ) ^{[ 9 ] [ 45 ]}ด้วยวิธีนี้ นิยามใหม่ของเมตรจึงสามารถสืบย้อนไปถึงทั้งเมตรต้นแบบเก่าและนิยามเก่าของอังสตรอมได้

หลอดปล่อยประจุคริปตอน-86 ที่ทำงานที่จุดสามสถานะของไนโตรเจน (63.14 K, −210.01 °C) เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่ทันสมัยที่สุดสำหรับการแทรกสอดในปี พ.ศ. 2503 แต่ในไม่ช้าก็ถูกแทนที่ด้วยสิ่งประดิษฐ์ใหม่ นั่นคือเลเซอร์ซึ่งเวอร์ชันที่ใช้งานได้จริงเวอร์ชันแรกถูกสร้างขึ้นในปีเดียวกับการกำหนดหน่วยเมตร ใหม่ ^{[ 62 ]}แสงเลเซอร์มักจะเป็นแสงเอกรงค์สูง และยังมีความสอดคล้องกัน (แสงทั้งหมดมีเฟส เดียวกัน ซึ่งแตกต่างจากแสงจากหลอดปล่อยประจุ) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นข้อดีสำหรับการแทรกสอด^{[ 9 ]}

ข้อบกพร่องของมาตรฐานคริปตอนได้รับการแสดงให้เห็นโดยการวัดความยาวคลื่นของแสงจากเลเซอร์ฮีเลียม-นีออนที่เสถียรด้วยมีเทน ( λ  ≈ 3.39 μm) พบว่าเส้นคริปตอนไม่สมมาตร ดังนั้นจึงสามารถพบความยาวคลื่นที่แตกต่างกันสำหรับแสงเลเซอร์ขึ้นอยู่กับจุดใดบนเส้นคริปตอนที่ใช้เป็นจุดอ้างอิง^{[ b ]}ความไม่สมมาตรยังส่งผลต่อความแม่นยำในการวัดความยาวคลื่นอีกด้วย^{[ 63 ] [ 64 ]}

การพัฒนาด้านอิเล็กทรอนิกส์ยังทำให้สามารถวัดความถี่ของแสงในหรือใกล้บริเวณที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมได้เป็นครั้งแรก แทนที่จะอนุมานความถี่จากความยาวคลื่นและความเร็วของแสงแม้ว่าความถี่ที่มองเห็นได้และอินฟราเรดจะยังสูงเกินกว่าจะวัดได้โดยตรง แต่ก็สามารถสร้าง "ห่วงโซ่" ของความถี่เลเซอร์ที่เมื่อคูณอย่างเหมาะสมแล้ว จะแตกต่างกันเพียงความถี่ที่วัดได้โดยตรงใน ย่าน ไมโครเวฟความถี่ของแสงจากเลเซอร์ที่เสถียรด้วยมีเทนพบว่าอยู่ที่88.376 181 627(50)  THz ^{[ 63 ] [ 65 ]}

การวัดความถี่และความยาวคลื่นที่เป็นอิสระนั้น ในทางปฏิบัติแล้วคือการวัดความเร็วแสง ( c  = fλ ) และผลลัพธ์จากเลเซอร์ที่เสถียรด้วยมีเทนให้ค่าความเร็วแสงโดยมีความไม่แน่นอนต่ำกว่าการวัดก่อนหน้านี้ในย่านไมโครเวฟเกือบ 100 เท่า หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง ผลลัพธ์ให้ค่าความเร็วแสงสอง ค่า ขึ้นอยู่กับว่าเลือกจุดใดบนเส้นคริปตอนเพื่อ ^{กำหนด หน่วยเมตร [ c ]} ความกำกวมนี้ได้รับการแก้ไขในปี 1975 เมื่อ CGPMครั้งที่ 15  อนุมัติค่าความเร็วแสงตามธรรมเนียมไว้ที่299,792,458 m s⁻¹ ^{อย่าง แม่นยำ [ 66} ]

อย่างไรก็ตาม แสงอินฟราเรดจากเลเซอร์ที่เสถียรด้วยมีเทนนั้นไม่สะดวกต่อการใช้งานในการวัดการแทรกสอดในทางปฏิบัติ จนกระทั่งปี 1983 การวัดความถี่จึงไปถึงเส้น 633 นาโนเมตรของเลเซอร์ฮีเลียม-นีออนที่เสถียรด้วยไอโอดีนโมเลกุล^{[ 67 ] [ 68 ]}ในปีเดียวกันนั้น CGPM ครั้งที่ 17 ได้นำคำจำกัดความของเมตรมาใช้ โดยอ้างอิงจากค่ามาตรฐานของความเร็วแสงในปี 1975: ^{[ 69 ]}

เมตร คือ ความยาวของเส้นทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศในช่วงเวลา1 / 299,792,458วินาที

คำจำกัดความนี้ได้รับการเรียบเรียงใหม่ในปี 2019: ^{[ 7 ]}

เมตร สัญลักษณ์ m เป็นหน่วยวัดความยาวในระบบ SI โดยกำหนดนิยามจากค่าคงที่ของความเร็วแสงในสุญญากาศcให้เป็น299 792 458 เมื่อ แสดงในหน่วย m⋅s ⁻¹โดยที่วินาทีถูกกำหนดในแง่ของความถี่ซีเซียมΔ ν _Cs

แนวคิดในการกำหนดหน่วยความยาวโดยใช้เวลาได้รับความคิดเห็นบางส่วน^{[ 70 ]}ในทั้งสองกรณี ปัญหาในทางปฏิบัติคือเวลาสามารถวัดได้อย่างแม่นยำกว่าความยาว (หนึ่งส่วนใน 10 ¹³สำหรับวินาทีโดยใช้นาฬิกาซีเซียมเทียบกับสี่ส่วนใน 10 ⁹สำหรับเมตรในปี 1983) ^{[ 59 ] [ 70 ]}การกำหนดโดยความเร็วแสงยังหมายความว่าเมตรสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้แหล่งกำเนิดแสงใดๆ ที่มีความถี่ที่ทราบ แทนที่จะกำหนดแหล่งกำเนิด "ที่ต้องการ" ไว้ล่วงหน้า เมื่อพิจารณาว่ามีเส้นมากกว่า 22,000 เส้นในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ของไอโอดีน ซึ่งเส้นใดๆ ก็สามารถนำมาใช้เพื่อทำให้แหล่งกำเนิดเลเซอร์เสถียรได้ ข้อดีของความยืดหยุ่นจึงชัดเจน^{[ 70 ]}

• เฮบโดโมมิเตอร์
• การวัดความยาว
• ประวัติศาสตร์ของวิชาภูมิศาสตร์ #เส้นเมริเดียนหลักและมาตรฐานความยาว
• ลูกตุ้มวินาที § ความสัมพันธ์กับรูปทรงของโลก
• เส้นเมริเดียนปารีส #ประวัติศาสตร์

• ชิสโฮล์ม, ฮิวจ์ , บรรณาธิการ (1911). "ระบบเมตริก"  . สารานุกรมบริแทนนิกา . เล่มที่ 18 (ฉบับที่ 11). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. หน้า 299.