Lengte is een van de fundamentele natuurkundige grootheden waarmee de hoogte, breedte of dikte van een object, of de afstand tussen twee punten, wordt beschreven. Afhankelijk van de gemeten richting kan hetzelfde object meerdere lengtewaarden hebben.
In de natuurkunde wordt lengte doorgaans weergegeven met het dimensiesymbool L. Veel afgeleide grootheden, zoals oppervlakte, volume, snelheid, versnelling, druk en dichtheid, zijn gedefinieerd op basis van de dimensie lengte.
In het Internationale Eenhedenstelsel (SI) is de basiseenheid van lengte de meter (m). Afhankelijk van de grootte van de gemeten afstand worden de nanometer, micrometer, millimeter, centimeter, meter of kilometer gebruikt. Buiten het metrieke stelsel worden de inch, voet, yard en mijl nog steeds gebruikt, vooral in de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk.
- SI-basiseenheid
- Meter
- Symbool SI-eenheid
- m
- Natuurkundige grootheid
- Lengte
- Dimensiesymbool
- L
- Huidige definitie van de meter
- Afstand die licht in vacuum aflegt in 1/299.792.458 seconde
Wat is lengte?
Lengte beschrijft de hoogte, breedte of diepte van een object, of de afstand tussen twee punten; het is een van de fundamentele natuurkundige grootheden. Afhankelijk van de gemeten richting kan hetzelfde object meerdere lengtewaarden vertonen.
In de natuurkunde wordt lengte doorgaans weergegeven met het dimensiesymbool L. Talrijke afgeleide grootheden, zoals oppervlakte, volume, snelheid, versnelling, druk en dichtheid, zijn gedefinieerd op basis van de dimensie lengte.
De SI-eenheid van lengte
In het Internationale Eenhedenstelsel is de basiseenheid van lengte de meter, met symbool m. De meter dient als fundamentele referentie voor het definieren van alle andere lengte-eenheden.
Metrieke eenheden zoals kilometer, centimeter, millimeter, micrometer en nanometer zijn via decimale veelvouden en delen aan de meter gekoppeld. Deze structuur maakt het mogelijk om tussen metrieke eenheden om te rekenen met machten van tien.
De wetenschappelijke definitie van de meter
Vroeger werd de meter gedefinieerd op basis van de afmetingen van de aarde en fysieke standaarden. Met de vooruitgang van meettechnologie werd een stabielere, overal ter wereld reproduceerbare definitie noodzakelijk.
Tegenwoordig is een meter gedefinieerd als de lengte van het pad dat licht in vacuum aflegt in een tijdsinterval van 1/299.792.458 seconde. Deze definitie berust op het feit dat de lichtsnelheid in vacuum exact is vastgesteld op 299.792.458 meter per seconde.
De metrieke lengte-eenheden
In het metrieke stelsel zijn eenheden via positieve of negatieve machten van 10 aan de meter gekoppeld. Een kilometer komt overeen met 1000 meter, een centimeter met 0,01 meter en een millimeter met 0,001 meter.
Voor zeer kleine lengtes worden de micrometer, nanometer en picometer gebruikt. Cellen worden vaak in micrometers gemeten, golflengtes van licht in nanometers, en sommige afstanden op atomaire schaal in picometers.
Lengte-eenheden buiten het metrieke stelsel
Inch, voet, yard en landmijl zijn veelgebruikte lengte-eenheden buiten het metrieke stelsel. Ze worden vooral gebruikt in het Amerikaanse maatsysteem en in sommige toepassingen die aan de Britse traditie zijn gebonden.
Een inch komt exact overeen met 2,54 centimeter, een voet met 12 inch en een yard met 3 voet. Een landmijl is exact gedefinieerd als 1609,344 meter.
Lengte in de scheepvaart en luchtvaart
In de scheepvaart en luchtvaart worden afstanden doorgaans uitgedrukt in zeemijlen. Een zeemijl komt exact overeen met 1852 meter.
De zeemijl ontstond uit een historische meetbenadering die gekoppeld is aan de geografische coordinaten van de aarde. De snelheidseenheid knoop betekent eveneens een zeemijl per uur.
Hoe wordt lengte gemeten?
Bij dagelijkse metingen worden instrumenten zoals de liniaal, meetlint, schuifmaat en micrometer gebruikt. De nauwkeurigheid van het gekozen instrument hangt af van de grootte van het te meten object en het vereiste precisieniveau.
In de techniek en wetenschappelijk onderzoek kunnen laserafstandsmeters, coordinatenmeetmachines, interferometers en verschillende optische meetsystemen worden gebruikt.
Meetnauwkeurigheid en onzekerheid
Geen enkele fysieke meting is absoluut perfect. Het resultaat van een meting brengt altijd een zekere onzekerheid met zich mee door de resolutie van het gebruikte instrument, de kalibratie ervan, omgevingsomstandigheden en de toegepaste methode.
Daarom is het bij wetenschappelijke resultaten aan te raden niet alleen de gemeten waarde te vermelden, maar ook de meetonzekerheid en de gebruikte eenheid. Vooral bij precisietechniek kan zelfs een temperatuurschommeling de lengte van een materiaal beinvloeden.
Hoe worden lengte-eenheden omgerekend?
Bij omrekeningen binnen hetzelfde maatsysteem wordt de verhouding tussen de eenheden gebruikt. Om bijvoorbeeld meters naar kilometers om te rekenen, deel je de waarde door 1000; om kilometers naar meters om te rekenen, vermenigvuldig je de waarde met 1000.
Bij omrekeningen tussen het metrieke stelsel en Britse of Amerikaanse eenheden moeten de exact gedefinieerde omrekeningsfactoren worden gebruikt. Om bijvoorbeeld inches naar centimeters om te rekenen, vermenigvuldig je de waarde met 2,54.
Vergelijkingstabel van eenheden
| Eenheid | Symbool | SI-referentie | Systeem | Veelvoorkomend gebruik |
|---|---|---|---|---|
| Nanometer | nm | 0,000000001 m | SI/metriek | Golflengte van licht en nanotechnologie |
| Micrometer | µm | 0,000001 m | SI/metriek | Cellen, deeltjes en precisiefabricage |
| Millimeter | mm | 0,001 m | SI/metriek | Technische tekeningen en kleine afmetingen |
| Centimeter | cm | 0,01 m | SI/metriek | Meting van alledaagse objecten |
| Decimeter | dm | 0,1 m | SI/metriek | Onderwijs en sommige volumeberekeningen |
| Meter | m | 1 m | SI | Basislengtematen |
| Kilometer | km | 1000 m | SI/metriek | Weg- en geografische afstanden |
| Inch | in | 0,0254 m | Brits/Amerikaans | Schermen, leidingen en technische maten |
| Voet | ft | 0,3048 m | Brits/Amerikaans | Lichaamslengte, bouw en luchtvaart |
| Yard | yd | 0,9144 m | Brits/Amerikaans | Sportvelden en afstandsmeting |
| Mijl | mi | 1609,344 m | Brits/Amerikaans | Wegafstanden |
| Zeemijl | nmi | 1852 m | Scheepvaart | Scheepvaart en luchtvaart |