Recommandation 1 du 72^e CIPM (1983)

Mise en pratique de la définition du mètre

Le Comité International des Poids et Mesures,

recommande

que le mètre soit réalisé par l'une des méthodes suivantes:

• au moyen de la longueur l du trajet parcouru dans le vide par une onde électromagnétique plane pendant la durée t ; cette longueur est obtenue à partir de la mesure de la durée t, en utilisant la relation 1 = c.t et la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide c = 299 792 458 m/s ;
• au moyen de la longueur d'onde dans le vide λ d'une onde électromagnétique plane de fréquence f ; cette longueur d'onde est obtenue à partir de la mesure de la fréquence f, en utilisant la relation λ = c/f et la valeur de la vitesse de la lumière dans le vide c = 299 792 458 m/s ;
• au moyen de l'une des radiations de la liste ci-dessous, radiations pour lesquelles on peut utiliser la valeur donnée de la longueur d'onde dans le vide ou de la fréquence, avec l'incertitude indiquée, pourvu que l'on observe les conditions spécifiées et le mode opératoire reconnu comme approprié ;

et que dans tous les cas les corrections nécessaires soient appliquées pour tenir compte des conditions réelles telles que diffraction, gravitation ou imperfection du vide.

Dans cette liste, les valeurs de la fréquence f et de la longueur d'onde λ d'une même radiation devraient être liées exactement par la relation λf = c, avec c = 299 792 458 m/s mais les valeurs de λ sont arrondies.

1. - Radiations de lasers asservis sur des raies d'absorption saturée *

1.1. - Molécule absorbante CH₄, transition v₃, P(7), composante F₂⁽²⁾.

Les valeurs
f = 88 376 181 608 kHz
λ = 3392 231 397,0 fm
avec une incertitude globale relative estimée de ± 1,3 × 10^–10 [qui résulte d'un écart-type estimé de 0,44 × 10^–10 en valeur relative] s'appliquent à la radiation émise par un laser à He-Ne asservi à l'aide d'une cellule à méthane, située à l'intérieur ou à l'extérieur du laser, lorsque les conditions suivantes sont respectées dans la cellule :

• pression du méthane ≤ 3 Pa,
• puissance surfacique moyenne sur l'axe transportée par les faisceaux, dans un seul sens, à l'intérieur de la cavité ** ≤ 104 W/m²,
• rayon de courbure des surfaces d'onde ≥ 1 m,
• différence relative de puissance entre les deux ondes qui se propagent en sens inverse l'une de l'autre ≤ 5 %.

1.2. - Molécule absorbante ¹²⁷I₂, transition 17-1, P(62), composante o.

Les valeurs
f = 520 206 808,51 MHz
λ = 576 294 760,27 fm
avec une incertitude globale relative estimée *** de ± 6 × 10^–10 [qui résulte d'un écart-type estimé de 2 × 10^–10 en valeur relative] s'appliquent à la radiation émise par un laser à colorant (ou à la radiation émise par un laser à He-Ne et doublée en fréquence) asservi à l'aide d'une cellule à iode, située à l'intérieur ou à l'extérieur du laser, ayant un point froid à la température de 6 °C ± 2 °C.

1.3. - Molécule absorbante ¹²⁷I₂, transition 11-5, R(127), composante i.

Les valeurs
f = 473 612 214,8 MHz
λ = 632 991 398,1 fm
avec une incertitude globale relative estimée de ± 1 × 10^–9 [qui résulte d'un écart-type estimé de 3,4 × 10^–10 en valeur relative] s'appliquent à la radiation émise par un laser à He-Ne asservi à l'aide d'une cellule à iode intérieure au laser, lorsque les conditions suiva~tes sont respectées:

• température des parois de la cellule comprise entre 16 °C et 50 ° avec un point froid à 15 °C ± 1 °C,
• puissance moyenne .transportée par les faisceaux dans un seul sens, à l'intérieur de la cavité ** 15 mW ± 10 mW,
• modulation de la fréquence, amplitude de crête à creux 6 MHz ± 1 MHz.

1.4. - Molécule absorbante ¹²⁷I₂, transition 9-2, R(47), composante o.

Les valeurs
f = 489 880 355,1 MHz
λ = 611 970 769,8 fm
avec une incertitude globale relative estimée de ± 1,1 × 10^–9 [qui résulte d'un écart-type estimé de 3,7 × 10^–10 en valeur relative] s'appliquen't à la radiation émise par un laser à He-Ne asservi à l'aide d'une cellule à iode, située à l'intérieur ou à l'extérieur du laser, ayant un point froid à la température de - 5 °C ± 2 °c.

1.5. - Molécule absorbante ¹²⁷I₂, transition 43-0, P(13), composante a₃ (quelquefois dénommée composante s).

Les valeurs
f = 582 490 603,6 MHz
λ = 514 673 466,2 fm
avec une incertitude globale relative estimée de ± 1,3 × 10^–9 [qui résulte d'un écart-type estimé de 4,3 × 10^–10 en valeur relative] s'appliquent à la radiation émise par un laser à Ar⁺ asservi à l'aide d'une cellule à iode, située à l'intérieur ou à l'extérieur du laser, ayant un point froid à la température de - 5 °C ± 2 °C.

Notes

* Chacune de ces radiations peut être remplacée, sans perte d'exactitude, par une radiation correspondant à une autre composante de la même transition, ou par une autre radiation, lorsque la différence de fréquence correspondante est connue avec une exactitude suffisante. Des détails sur les méthodes d'asservissement sont décrits dans de nombreuses publications scientifiques ou techniques. Des exemples de conditions expérimentales considérées comme convenables sont décrits, 'pour telle ou telle radiation, dans des publications dont les références peuvent être obtenues auprès des laboratoires membres du CCDM ou auprès du BIPM.

** La puissance transportée par les faisceaux, dans un seul sens, à l'intérieur de la cavité, est obtenue en divisant la puissance de sortie par le facteur de transmission du miroir de sortie.

*** Cette incertitude, de même que les valeurs de f et de λ, est fondée sur la moyenne pondérée de deux déterminations seulement. Cependant, la plus précise de ces deux déterminations a été obtenue exclusivement par multiplication et mélange de fréquences à partir de la radiation précédente (paragraphe 1.1).

2. - Radiations de lampes spectrales

2.1. - Radiation correspondant à la transition entre les niveaux 2P₁₀ et 5d₅ de l'atome de ⁸⁶Kr.

La valeur
λ = 605 780 210 fm
avec une incertitude globale relative estimée de ± 4 × 10^–9 [qui résulte d'un écart-type estimé de 1,3 × 10^–9 en valeur relative] s'applique à la radiation émise par une lampe utilisée dans les conditions recommandées par le CIPM (Procès-Verbaux CIPM, 49^e session, 1960, pp. 71-72 et Comptes Rendus 11^e CGPM , 1960, p. 85).

2.2. - Les radiations des atomes de ⁸⁶Kr, ¹⁹⁸Hg et ¹¹⁴Cd recommandées par le CIPM en 1963 (Comité Consultatif pour la Définition du Mètre, 3^e session, 1962, pp. 18-19 et Procès-Verbaux CIPM, 52^e session, 1963, pp. 26-27) avec les valeurs indiquées pour leur longueur d'onde et pour l'incertitude correspondante.

DOI : 10.59161/CIPM1983REC1F