Maßeinheiten im Internationalen Einheitensystem (SI)
In der Vergangenheit basierten Maßeinheiten auf lokalen Besonderheiten, beispielsweise auf der Länge von „Eich-Ellen“, die an Kirchenmauern angebracht waren, oder dem Fassungsvermögen von Taufbecken.
Die Einführung eines einheitlichen „metrischen Systems“ für Maße und Gewichte, das heute weltweit anerkannt ist, wurde durch die Bestrebungen während der Französischen Revolution angestoßen und hat seine Wurzeln in dem Wunsch nach Rationalisierung und Standardisierung.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Entwicklung des Internationalen Einheitensystems (SI) begann mit regionalen Maßeinheiten und führte zur Schaffung universeller Standards.
- Die Revolution des SI-Systems ab Mai 2019 stellte alle Einheiten der Physik auf eine neue Grundlage und schuf eine tiefgreifende Veränderung.
- Sieben Naturkonstanten sind die Grundpfeiler des neuen SI-Systems.
- Das SI-System ermöglicht präzisere wissenschaftliche Messungen und bietet Potenzial für die Zukunft.
- Das Periodensystem der Elemente zeigt die periodische Wiederholung von Elementeigenschaften in der Chemie.
- Das SI-System ist ein Symbol für wissenschaftlichen Fortschritt und die Suche nach präziserem Wissen.
Die Anfänge des SI-Systems
In Paris legte man 1799 mit der Schaffung des Urmeters, gefertigt aus Platin, den Grundstein für das metrische System. Ein Platin-Iridium-Stab mit einem kreuzförmigen Querschnitt löste dieses 1889 ab, um Präzision und Langlebigkeit zu verbessern.
Ebenfalls 1889 wurde das Urkilogramm eingeführt, ein Zylinder aus der gleichen Legierung, dessen Höhe und Durchmesser jeweils 39 Millimeter betragen, was eine beispiellose Genauigkeit in der Massenmessung darstellte.
Die Revolution des SI-Systems (ab dem 20. Mai 2019)
Doch die größte Umwälzung im Einheitensystem erfolgte ab dem 20. Mai 2019, als das System der physikalischen Maßeinheiten des Internationalen Einheitensystems (Standard International – SI) vollständig überarbeitet wurde.
Alle Maßeinheiten, insbesondere das Kilogramm, wurden auf eine neue Grundlage gestellt, basierend auf Naturkonstanten wie der Lichtgeschwindigkeit und der Ladung eines Elektrons.
Seit den Tagen der Französischen Revolution, basiert das Maßsystems nun vollständig auf 7 fundamentalen Naturkonstanten:
Diese Konstanten, die über Zeit und Raum hinweg unveränderlich sind, bieten eine ideale Basis für exakt definierte Maßeinheiten. Die Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass die Messung dieser Konstanten selbst mit höchster Präzision erfolgen kann. Dieser innovative Ansatz gewährleistet eine noch nie da gewesene Genauigkeit in Wissenschaft und Technik.
Die Sieben Säulen des neuen SI-Systems
Die 7 Säulen des neuen SI-Systems sind:
- die Lichtgeschwindigkeit,
- die Ladung eines Elektrons
- die Zahl der Teilchen in einem Mol – die sog. Avogadro-Konstante
- die Planck-Konstante
- die Boltzmann-Konstante
- die Frequenz eines bestimmten Hyperfeinstrukturübergangs in Cäsium-133-Atomen und
- ein fotometrisches Strahlungsäquivalent.
Die Auswirkungen auf den Alltag und die Zukunft der Präzision
Die Überarbeitung des Maßsystems bringt für den Alltag kaum Veränderungen: 300 Gramm Fleisch bleiben 300 Gramm.
Der Vorteil liegt in der Möglichkeit, Messungen mit höherer Präzision durchzuführen. Der technologische Fortschritt ermöglicht es, Naturkonstanten genauer zu bestimmen, was die Messgenauigkeit direkt verbessert. Das Maßsystem ist somit nicht nur ein technologisches Werkzeug, sondern auch ein Beweis für internationale Zusammenarbeit und Fortschritt.
Das Periodensystem der Elemente (PSE)
Das Periodensystem der Elemente (PSE oder PSdE) ist eine Anordnung aller chemischen Elemente, bei der diese mit steigender Kernladung (Ordnungszahl) und entsprechend ihren chemischen Eigenschaften zusammengefasst in Perioden sowie Haupt- und Nebengruppen dargestellt werden.
Der Name Periodensystem (von neu- und altgriechisch περίοδος períodos, deutsch ‚Umgang, Umlauf, Kreislauf‘) bedeutet, dass sich zahlreiche Eigenschaften der Elemente periodisch wiederholen.”
Schlussfolgerung
Das Internationale Einheitensystem (SI) ist ein Meilenstein in der Entwicklung von Maßeinheiten, von regionalen zu universellen Standards. Mit der Verwendung von Naturkonstanten als Grundlage ermöglicht es präzisere Wissenschaft und bietet Potenzial für noch genauere Messungen in der Zukunft.
Es symbolisiert Fortschritt und Präzision in Wissenschaft und Technologie, während das Periodensystem der Elemente die Ordnung in der Chemie unterstreicht. Das SI-System ist eine Ermutigung, die Natur genauer zu erforschen und zu verstehen.
