Maßeinheit
Eine Maßeinheit ist eine fest definierte Größe mit einem entsprechenden Gegenwert in der Realität. Maßeinheiten beziehen sich in der Regel auf empirische Anhaltswerte, wie die Übergänge der Aggregatzustände bei Wasser die Einteilung für die Einheit Celsius gegeben hat. Andere beziehen sich auf physikalisch wichtige Werte, wie die Temperatur des absoluten Nullpunktes für Calvin. In der Wissenschaft stellt die Suche nach "optimalen Einheiten" bis heute eine große Herausforderung dar.
Inhaltsverzeichnis
SI-Einheiten
Eine Maßeinheit gibt einen Wert an, welcher in der Praxis eindeutig definiert ist. Damit überall die gleichen Formeln mit gleichbleibenden Ergebnissen angewandt werden können wurde das Internationale Einheitensystem SI, von franz. Système international d’unités, eingeführt. Darin werden sieben Basisgrößen definiert durch welche sich alle anderen Maßeinheiten aufbauen lassen. Für alltägliche Zwecke gibt es zudem noch gebräuchliche Maßeinheiten, welche auf anderen empirischen Grundlagen beruhen.
Das Internationale Einheitensystem SI nahm seinen Anfang 1790 als die französische Akademie der Wissenschaften von der französischen Nationalversammlung den Auftrag erhielt ein einheitliches System für Maße und Gewichte festzulegen. In den folgenden Jahrhunderten kamen weitere Einheiten hinzu und bestehende Einheiten wurden umdefiniert. Ziel ist es heute noch ein möglichst genaues Einheitensystem zu generieren.
Basiseinheiten
Es gibt 7 SI-Basiseinheiten aus denen sich alle anderen Größen ableiten lassen. So hat jede physikalische Größe Q eine Dimension (Dimension = Begriff aus der höheren Algebra, genauer aus den Matrizen), die sich wie folgt zusammensetzt: dim Q = Tα · Lβ · Mγ · Iδ · Θε · Nζ · Jη. Damit werden die abgeleiteten Einheiten aus dem Produkt aus Potenzen gebildet.
| Basisgröße | Einheit | Einheitenzeichen | Dimension-Symbol | Größe-Symbol |
|---|---|---|---|---|
| Zeit | Sekunde | s | t | T |
| Länge | Meter | m | l | L |
| Masse | Kilogramm | kg | m | M |
| Stromstärke | Stromstärke | A | I | I |
| Thermodynamische Temperatur |
Kelvin | K | T | Θ |
| Stoffmenge | Mol | mol | n | N |
| Lichtstärke | Candela | cd | lv | J |
Kohärente Einheiten
Zur Vereinfachung bietet das SI-System die Möglichkeit 10-er Potenzen (10n) zu verwenden. So ist der Präfix Kilo äquivalent mit der der Potenz 103 und der Präfix Milli mit der Potenz 10-3. Wenn der numerische Faktor 1 ist spricht man von kohärenten Einheiten. Das bedeutet im Klartext, dass Ausdrücke wie Kilo, Milli, Dezi, etc. in Formeln nach dem SI-Systen nicht auftauchen dürfen mit der Ausnahme der Masse mit der SI-Einheit kg. Entweder müssen sie in die SI-Basiseinheiten umgerechnet werden oder mit den entsprechenden Potenzen versehen werden. Ein Beispiel: der Wert 5,6 km darf in einer SI-Formel nicht auftauchen. Entweder muss er mit 5.600 m oder 5,6*103 m ausgedrückt werden.
Gebräuchliche Einheiten
Im Alltag oder Berufsleben sind oft andere Einheiten für verschiedene Größen üblich. So wird die Temperatur in Europa in der Regel in °C angegeben, welche sich an den Eigenschaften von Wasser ausrichtet. Die SI-Einheit Kelvin hingegen orientiert sich an der absoluten Temperatur (absoluter Nullpunkt) von -273,15 °C. In der Ingenierswissenschaft wird oft die Maßeinheit Millimeter statt Meter angegeben. An Stelle der SI-Einheit Pascal für Druck ist im Alltag die Einheit Bar gebräuchlicher. Je nach Region gibt es in verschiedenen Gegenden der Welt auch unterschiedliche gebräuchliche Einheiten. So ist im englischsprachigem Raum das zöllige System gebräuchlicher, wohingegen in der restlichen westlichen Welt das metrische System auch im Alltag durchgesetzt hat.
Weiterführende Suche
Quellen und Literatur
- Taschenbuch der Messtechnik, 7. Auflage; Jörg Hoffmann; 2015; Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG; ISBN: 978-3-446-44271-9
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