Wissenschaft

Internationales Messsystem (SI)

Das metrische System wurde zur Zeit der Französischen Revolution entwickelt. wobei am 22. Juni 1799 Standards für Meter und Kilogramm festgelegt wurden.

Das metrische System war ein elegantes Dezimalsystem, bei dem Einheiten gleichen Typs durch die Zehnerpotenz definiert wurden. Der Grad der Trennung war relativ einfach, da die verschiedenen Einheiten mit Vorworten benannt wurden, die die Größenordnung der Trennung angeben . 1 Kilogramm war also 1.000 Gramm, weil Kilo für 1.000 steht.

Im Gegensatz zum englischen System, bei dem 1 Meile 5.280 Fuß und 1 Gallone 16 Tassen (oder 1.229 Drams oder 102,48 Jigger) entspricht, war das metrische System für Wissenschaftler offensichtlich attraktiv. 1832 förderte der Physiker Karl Friedrich Gauß das metrische System stark und verwendete es in seiner endgültigen Arbeit in der Elektromagnetik .

 

Messung formalisieren

Die britische Vereinigung zur Förderung der Wissenschaft (BAAS) begann in den 1860er Jahren mit der Kodifizierung der Notwendigkeit eines kohärenten Messsystems innerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft. 1874 führte die BAAS das cgs-Messsystem (Zentimeter-Gramm-Sekunde) ein. Das CGS-System verwendete Zentimeter, Gramm und Sekunde als Basiseinheiten, wobei andere Werte von diesen drei Basiseinheiten abgeleitet wurden. Die CGS-Messung für das Magnetfeld war das Gauß aufgrund von Gauß ‚früherer Arbeit zu diesem Thema.

1875 wurde eine einheitliche Zählerkonvention eingeführt. In dieser Zeit gab es einen allgemeinen Trend, sicherzustellen, dass die Einheiten für ihren Einsatz in den relevanten wissenschaftlichen Disziplinen praktisch sind. Das CGS-System wies einige Skalierungsfehler auf, insbesondere im Bereich der Elektromagnetik. Daher wurden in den 1880er Jahren neue Einheiten wie Ampere (für elektrischen Strom ), Ohm (für elektrischen Widerstand. und Volt (für elektromotorische Kraft. eingeführt.

Im Jahr 1889 wurde das System gemäß dem Allgemeinen Übereinkommen über Gewichte und Maße (oder CGPM, die Abkürzung für den französischen Namen) auf neue Basiseinheiten von Meter, Kilogramm und Sekunde umgestellt. Ab 1901 wurde vorgeschlagen, dass die Einführung neuer Basiseinheiten, beispielsweise für die elektrische Ladung, das System vervollständigen könnte. 1954 wurden Ampere, Kelvin (für die Temperatur) und Candela (für die Lichtstärke) als Basiseinheiten hinzugefügt .

Das CGPM benannte es 1960 in International System of Measurement (oder SI, von French Systeme International ) um. Seitdem wurde der Mol 1974 als Grundmenge für die Substanz hinzugefügt, wodurch die Gesamtzahl der Basiseinheiten auf sieben erhöht und die modernes SI-Einheitensystem.

 

SI-Basiseinheiten

Das SI-Einheitensystem besteht aus sieben Basiseinheiten, von denen eine Reihe anderer Einheiten abgeleitet sind. Nachfolgend sind die Basis-SI-Einheiten zusammen mit ihren genauen Definitionen aufgeführt, die zeigen, warum es so lange gedauert hat, einige von ihnen zu definieren.

    • Meter (m) – Die Basislängeneinheit; bestimmt durch die Länge des Weges, den Licht im Vakuum während eines Zeitintervalls von 1 / 299,792,458 Sekunden zurücklegt.
    • Kilogramm (kg) – Die Basismasseeinheit; gleich der Masse des internationalen Prototyps des Kilogramms (1889 von der CGPM in Auftrag gegeben).
    • Sekunde (n) – Die Basiszeiteinheit; Dauer von 9.192.631.770 Strahlungsperioden entsprechend dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Grundzustands in den Cäsium-133-Atomen.
    • Ampere (A) – Die Basiseinheit des elektrischen Stroms; Ein konstanter Strom, der, wenn er in zwei geraden parallelen Leitern unendlicher Länge mit vernachlässigbarem Schaltungsquerschnitt gehalten und im Vakuum 1 Meter voneinander entfernt gehalten wird, zwischen diesen Leitern eine Kraft von 2 · 10 & supmin; & sup7; Newton pro Meter Länge erzeugen würde .
    • Kelvin (Grad K) – Die Basiseinheit der thermodynamischen Temperatur; der Bruchteil 1 / 273.16 der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunkts von Wasser (der Tripelpunkt ist der Punkt in einem Phasendiagramm, an dem drei Phasen im Gleichgewicht nebeneinander existieren).

 

  • Mol (Mol) – Die Basiseinheit der Substanz; Die Substanzmenge eines Systems, die so viele Elementareinheiten enthält, wie Atome in 0,012 Kilogramm Kohlenstoff 12 enthalten. Wenn das Mol verwendet wird, müssen die Elementareinheiten angegeben werden und können Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen, andere Partikel sein. oder bestimmte Gruppen solcher Partikel.
  • candela (cd) – Die Basiseinheit der Lichtstärke. die Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Quelle, die monochromatische Strahlung mit einer Frequenz von 540 x 10 12 Hertz emittiert und in dieser Richtung eine Strahlungsintensität von 1/683 Watt pro Steradiant aufweist.

 

Von SI abgeleitete Einheiten

Aus diesen Basiseinheiten werden viele andere Einheiten abgeleitet. Beispielsweise ist die SI-Einheit für die Geschwindigkeit m / s (Meter pro Sekunde), wobei die Basislängeneinheit und die Basiszeiteinheit verwendet werden, um die über einen bestimmten Zeitraum zurückgelegte Länge zu bestimmen.

Das Auflisten aller abgeleiteten Einheiten hier wäre unrealistisch, aber wenn ein Begriff definiert wird, werden im Allgemeinen die relevanten SI-Einheiten zusammen mit ihnen eingeführt. Wenn Sie nach einer Einheit suchen, die nicht definiert ist, lesen Sie die Seite SI-Einheiten des National Institute of Standards & Technology .

Herausgegeben von Anne Marie Helmenstine, Ph.D.

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