Inhaltsverzeichnis
In diesem Abschnitt werden die Einheiten aufgeführt, welche innerhalb der Physik zum Messen von Naturphänomenen eingesetzt werden.
Die Einheiten entsprechen dem Internationalen Einheitensystem (SI-Einheitensystem). Die Messung von physikalischen Größen ist ein Grundbestandteil der Physik. Indem die gemessenen Größen mit der zuvor erstellten Hypothese verglichen werden, kann diese bestätigt oder verworfen werden und letztlich Modelle aufgestellt werden. Dabei gilt:
Merke
Je genauer die Messung, desto kritischer lassen sich Hypothesen der Naturwissenschaften verifizieren oder falsifizieren.
Definition der SI-Einheiten
Länge
Die Basiseinheit der Messung einer Länge ist Meter (m).
Früher entsprach der Abstand von einem Meter dem Abstand zweier Kerben in einem Platin-Iridium Stab (Urmeter).
Heute entspricht 1 Meter der Strecke, die das Licht im Vakuum in 1/299792458 Sekunden zurücklegt.
Masse
Die Basiseinheit der Masse ist Kilogramm (kg).
Ein Kilogramm ist durch die Masse eines Einheitskörpers (Urkilogramm) festgelegt, welcher seit 1889 in Sevres in Frankreich (BIPM - Bureau International des Poids et Mesures) aufbewahrt wird. Außerdem existiert eine Kopie des Urkilogramms, welche sich an der pyhsikalischen technischen Bundesanstalt in Braunschweig befindet.
Hinweis
Es wird gerade International an der Neudefinition des Kilogramms gearbeitet. Dabei stellen das Avogadro-Experiment und die Watt-Waage zwei unabhängige Möglichkeiten zur der Neudefinition dar.
Zeit
Die Basiseinheit der Zeit ist die Sekunde (s).
Früher entsprach eine Sekunde dem Bruchteil des mittleren Sonnentages (24 Stundentag): $\frac{1}{24 \cdot 60 \cdot 60 s} = \frac{1}{86 400 s}$.
Heute ist die Sekunde über die Schwingungen eines inneratomaren Übergangs in 133Cs definiert. Eine Sekunde entspricht 9.192.631.770 Schwingungen dieses Übergangs.
Stoffmenge
Temperatur
Umrechnen von Einheiten
Es wird häufig ein Vielfaches der obigen Einheiten angegeben. Die Berechnungen erfolgen aber immer mit den oben angegebenen Größen (kg, m, s, mol, K). Deswegen müssen die Einheiten oft umgerechnet und damit auf die obige Form gebracht werden.
Beispiel
Gegeben sei ein Fahrzeug, welches eine Geschwindigkeit von $100 \frac{km}{h}$ (Kilometer/Stunde) fährt. Die Einheit soll in SI-Einheit angegeben werden.
Die Umrechnung erfolgt, indem der Umrechnungsfaktor berücksichtigt wird:
$100 \frac{km}{h}$
$1km = 1.000 m$
$1 h = 60 min = 3.600 s$
Nachdem nun der Umrechnungsfaktor bekannt ist, wird dieser einfach auf dem Bruch berücksichtigt und die Einheiten ausgetauscht:
$100 \frac{km}{h} = 100 \frac{1.000 m}{3.600 s}$
Kürzen:
$100 \frac{1.000 m}{3.600 s}$
$27,78 \frac{m}{s}$
Die Geschwindigkeit müsste dann für bestimmte Berechnungen mit $27,78 \frac{m}{s}$ eingehen.
Definition der SI-Einheiten
Länge
Die Basiseinheit der Messung einer Länge ist Meter (m).
Früher entsprach der Abstand von einem Meter dem Abstand zweier Kerben in einem Platin-Iridium Stab (Urmeter).
Heute entspricht 1 Meter der Strecke, die das Licht im Vakuum in 1/299792458 Sekunden zurücklegt.
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