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Das Internationale Einheitensystem (SI)

Fotos & Grafiken

Zeit: Sekunden aus Atomuhren, sechzehn Stellen hinter dem Komma genau.

Sekunden aus Atomuhren, sechzehn Stellen hinter dem Komma genau: Noch darf eine Mikrowellenfrequenz sagen, was eine Sekunde ist. Das heißt, auch im "neuen SI" wird die Sekunde sich nicht verändern. Doch irgendwann wird eine optische Frequenz den Takt vorgeben. (Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Noch darf eine Mikrowellenfrequenz sagen, was eine Sekunde ist. Doch irgendwann (jenseits der jetzigen Neudefinition) wird eine optische Frequenz den Takt vorgeben.

 

"Zeitlabor in der PTB", 2015 (Bildnr.: D1591_184)
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Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Masse: Wie viele Atome machen ein Kilogramm?

Für das Kilogramm brechen mit dem neuen SI ab dem Jahr 2018 schwere Zeiten an. Es muss sich daran gewöhnen, dass drei Naturkonstanten bestimmen, wo es „gewichtsartig“ langgeht. (Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Für das Kilogramm brechen schwere Zeiten an. Es muss sich daran gewöhnen, dass demnächst drei Naturkonstanten bestimmen, wo es „gewichtsartig“ langgeht.

 

"Avogadroprojekt der PTB", 2015 (Bildnr.: D1591_099)
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Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Länge: Der Meter heute – ganz in Licht

Bei der Neudefinition der Einheiten kann sich der Meter beruhigt zurücklehnen; mit der Lichtgeschwindigkeit hat er „seine“ Naturkonstante schon im Jahr 1983 gefunden.

 

"Längenlabor in der PTB", 2015 (Bildnr.: D1591_125)
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Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Stoffmenge: Messkunst in der Chemie

Abwiegen oder abzählen? Für das Mol bringt die Neudefinition einen echten Standpunktwechsel.

 

"Symbolbild der Stoffmenge (Mol)", 2015 (Bildnr.: D1591_067)
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Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Stromstärke: Tief in der Quantenwelt

Mit dem neuen SI werden die elektrischen Größen (also auch Volt und Ohm) wieder „systemkonform“ – h und e sei Dank!

 

"Reinraumlabor in der PTB", 2015 (Bildnr.: D1591_042)
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Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Temperatur: Knapp vor absolut Null wird’s spannend

Mit der Boltzmann-Konstante hält die Statistik Einzug in die Beschreibung der Temperatur – als chaotisches Wimmeln im Mikrokosmos.

 

"Temperaturlabor in der PTB", 2015 (Bildnr.: D1591_161)
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Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Licht: Lieblingsfarbe der Optiker? Schwarz!

Lieblingsfarbe der Optiker? Schwarz! Es wird nicht dunkler. Und auch nicht heller. Für die Lichtstärke ändert sich im neuen Internationalen Einheitensystem SI nichts. (Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Es wird nicht dunkler. Und auch nicht heller. Für die Lichtstärke ändert sich im neuen System nichts.

 

"Spektroradiometrie in der PTB", 2015 (Bildnr.: D1591_020)
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Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Konstanten

Im neuen Internationalen Einheitensystem (SI) werden sieben Naturkonstanten als definierende Bezugsgrößen festgelegt. (Grafik: PTB)

Diese Grafik zeigt die sieben bisherigen Basiseinheiten und den Satz der sieben definierenden Konstanten für die Neudefinition. Sie sind nicht genau einander zugeordnet, denn nicht immer benötigt man genau eine Konstante für eine Einheit; manchmal sind es zwei oder mehr.

Die Konstanten sind: das Photometrische Strahlungsäquivalent KCD, die Avogadro-Konstante NA, die Boltzmann-Konstante k, die Elementarladung e, die Frequenz des Hyperfeinstrukturübergangs des Grundzustands im 133CS-Atom ΔV, die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c und die Planck-Konstante h.

 

(Lizenz: Opens external link in new windowCC-BY-ND/Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Kilogramm

Im neuen SI beruhen die Einheiten auf definierenden Konstanten. Hellblau hervorgehoben: das Kilogramm mit den drei zugrundeliegenden Konstanten. Planck-Konstante h, Lichtgeschwindigkeit im Vacuum c und Hyperfeinstrukturübergang im 133 Cs-Atom Δv.

 

(Lizenz: Opens external link in new windowCC-BY-ND/Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Meter

Im neuen SI beruhen die Einheiten auf definierenden Konstanten. Hellblau hervorgehoben: der Meter mit den beiden zugrundeliegenden Konstanten. Lichtgeschwindigkeit im Vacuum c und Hyperfeinstrukturübergang im 133 Cs-Atom Δv.

 

(Lizenz: Opens external link in new windowCC-BY-ND/Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Sekunde

Im neuen SI beruhen die Einheiten auf definierenden Konstanten. Hellblau hervorgehoben: die Sekunde mit der zugrundeliegenden Konstante. Hyperfeinstrukturübergang im 133 Cs-Atom Δv.

 

(Lizenz: Opens external link in new windowCC-BY-ND/Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Ampere

Im neuen SI beruhen die Einheiten auf definierenden Konstanten. Hellblau hervorgehoben: das Ampere mit den beiden zugrundeliegenden Konstanten. Hyperfeinstrukturübergang im 133 Cs-Atom Δv und der Elementarladung e.

 

(Lizenz: Opens external link in new windowCC-BY-ND/Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Kelvin

Im neuen SI beruhen die Einheiten auf definierenden Konstanten. Hellblau hervorgehoben: das Kelvin mit den drei zugrundeliegenden Konstanten. Planck-Konstante h, Hyperfeinstrukturübergang im 133 Cs-Atom Δv und Boltzmann-Konstante k.

 

(Lizenz: Opens external link in new windowCC-BY-ND/Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Mol

Im neuen SI beruhen die Einheiten auf definierenden Konstanten. Hellblau hervorgehoben: das Mol mit der zugrundeliegenden Avogadro-Konstante NA.

 

(Lizenz: Opens external link in new windowCC-BY-ND/Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)

Candela

Im neuen SI beruhen die Einheiten auf definierenden Konstanten. Hellblau hervorgehoben: die Candela mit den drei zugrundeliegenden Konstanten. Planck-Konstante h, Hyperfeinstrukturübergang im 133 Cs-Atom Δv und Photrometrisches Strahlungsäquivalent KCD.

 

(Lizenz: Opens external link in new windowCC-BY-ND/Quellenangabe: Physikalisch-Technische Bundesanstalt)