Maßsysteme

Das Gemälde ist 0,895 m breit und 0,625 m hoch. Es wiegt 3,1 kg. Im angloamerikanischen Raum würden folgende Werte gemessen: width 0,979 yards, height 0,684 yards, weight 6,834 pound. Wir alle kennen auch ein pint cider oder beer, das entspricht circa 0,5683 Liter in Großbritannien oder 0,4732 Litern in den USA. Was ist all diesen Bezeichnungen gemeinsam? Die Zahlenwerte bezeichnen physikalische Größen in verschiedenen Maßsystemen.
Der Begriff des Messens ist in allen Bereichen äußerst wichtig und bezeichnet immer das Ermitteln einer Größe, der Messgröße, als Vielfaches eines Bezugswertes. Was nicht gemessen werden kann, kann auch nicht bewertet und verglichen werden. Es gilt also: Messgrößenwert = Zahlenwert mal Einheit. Das bei uns übliche Maßsystem ist das SI-System (frz.: Système international d'unités). Sieben physikalischen Größen werden in folgenden SI-Basiseinheiten gemessen: Länge in Metern, Masse in Kilogramm, Zeit in Sekunden, elektrische Stromstärke in Ampere, Thermodynamische Temperatur in Kelvin, Stoffmenge in Mol und Lichtstärke in Candela.
Eine fundamentale Tatsache ist: Nach der Wahl von Einheiten für drei Größen können mit Hilfe physikalischer Gesetze alle anderen Einheiten abgeleitet werden. Beispielsweise ist ein Kilogramm definiert als die Masse des internationalen Prototyps, einem Platin-Iridium-Zylinders, der im BIPM bei Paris aufbewahrt wird. Eine Sekunde ist die Zeitdauer von 9.192.631.770 Schwingungsperioden einer Strahlung, die dem Übergang zwischen zwei Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandniveaus eines Cäsium-133 Atoms entspricht. Der Meter hingegen ist definiert als der Weg, den das Licht in Vakuum im 1/299792458 ten Teil einer Sekunde zurücklegt. Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit verbindet also Raum (Länge) und Zeit. Diese Definition des Meters macht Sinn, da die Zeit die mit Abstand am genauesten messbare physikalische Größe ist.
Im Studium der Physik lernt man in mehreren Vorlesungen physikalische Messverfahren kennen. An der TU Wien wird so z.B. der Weltrekord in Ultrakurzen Laserpulsen gehalten, notwendig um ultraschnell ablaufende Prozesse beobachten zu können (ADLIS Projekt). Das ultra bezieht sich hier auf Zeitspannen im Bereich von Attosekunden. Eine Attosekunde ist der 1/1.000.000.000.000.000.000 Bruchteil einer Sekunde (18 Nullen).

BIPM: Bureau International des Piods et Mesures: URL: www.bipm.org
ADLIS: Advanced Light Sources: URL: info.tuwien.ac.at/adlis