Maßeinheiten im Internationalen Einheitensystem (SI)
In früheren Jahrhunderten wurden Maßeinheiten regional unterschiedlich definiert, etwa durch an Kirchenmauern angebrachte „Eich-Ellen“ oder das Volumen von Taufbecken.
Die Idee von universell gültigen „metrischen“ Einheiten für Längen und Gewichte (Massen) geht tatsächlich auf die Französische Revolution zurück.
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 wurde 1799 das Urmeter erschaffen, ein Lineal aus dem Edelmetall Platin. 1889 wurde es durch einen Platin-Iridium-Stab mit x-förmigem Querschnitt ersetzt.
Im gleichen Jahr wurde das Urkilogramm erschaffen: ein 39 Millimeter hoher Metallzylinder mit einem Durchmesser von ebenfalls 39 Millimetern.
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.
Es war die größte Umwälzung im Einheitensystem seit der Französischen Revolution: Ausnahmslos alle Einheiten der Physik leiten sich von 7 Naturkonstanten ab.
Weil Naturkonstanten zeitlich und räumlich universell und absolut unveränderlich sind, eignen sie sich perfekt als Grundlage für präzise definierte Maßeinheiten – vorausgesetzt, die verwendeten Naturkonstanten lassen sich selber mit ausreichender Genauigkeit messen.
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
So bedeutsam der Umbau des Einheitensystems für die Wissenschaft ist, so wenig wird der Bürger in seinem Alltag davon spüren. Beim Metzger werden 300 Gramm Wurst auch künftig schlicht 300 Gramm Wurst sein.
Es bleibt im Prinzip alles beim Alten, außer dass sich neue Spielräume für höhere Genauigkeiten bei Präzisionsmessungen ergeben. Und – die Genauigkeit von Messungen kann künftig automatisch immer besser werden.
In dem Maße, in dem der technische Fortschritt eine genauere Bestimmung der Naturkonstanten ermöglicht, werden auch die daraus abgeleiteten Maßeinheiten immer präziser.
Aber es bleibt dabei: Ein universelles Einheitensystem ist vieles in einem: eine diplomatische Meisterleistung, ein ästhetisches Gebilde und ein technologisches Versprechen.
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.
