MessgrundlagenInternationales Einheitensystem (SI)
Die Idee hinter dem internationalen Einheitensystem ist es, dass für Maße wie Länge, Gewicht und Zeit dieselben Werte angegeben werden, gleich wo auf der Welt die Messung vorgenommen wird. Die für dieses System verwendeten Einheiten werden als SI-Einheiten bezeichnet. Das System wurde auf der Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) von 1960 ins Leben gerufen. Die Abkürzung SI steht für „Le Système International d'Unités“.
Das internationale Einheitensystem umfasst die folgenden drei Kategorien.
- Basiseinheiten
- Zusatzeinheiten
- Abgeleitete Einheiten
Basiseinheiten
| Menge | Einheitenname | Einheitensymbol | Definition |
|---|---|---|---|
| Länge | Meter | m | Länge der Strecke, die das Licht im Vakuum während der Dauer von 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt. |
| Gewicht | Kilogramm | kg | Dies ist die Einheit für das Gewicht. Das Kilogramm ist gleich der Masse des internationalen Kilogrammprototyps. |
| Zeit | Sekunde | s | Das 9.192.631.770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Caesium-Isotops 133Cs entsprechenden Strahlung. |
| Strom | Ampere | A | Stärke eines konstanten elektrischen Stromes, der, durch zwei parallele, geradlinige, unendlich lange und im Vakuum im Abstand von 1 Meter voneinander angeordnete Leiter von vernachlässigbar kleinem kreisförmigem Querschnitt fließend, zwischen diesen Leitern je einem Meter Leiterlänge die Kraft 2 x 10–7 Newton hervorrufen würde. |
| Thermodynamische Temperatur | Kelvin | K | 1/273,16 der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunktes von Wasser. |
| Stoffmenge | Mol | mol | Die Stoffmenge eines Systems, das aus ebenso vielen Einzelteilchen besteht, wie Atome in 0,012 Kilogramm Carbon 12 enthalten sind. (Beschränkt auf Objekte geklärter Zusammensetzung) Elementarteilichen sind subatomare Partikel, aus denen Materie und Energie bestehen. |
| Lichtstärke | Candela | cd | Die Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Strahlungsquelle, die monochromatische Strahlung der Frequenz 540 x 1012 Hertz aussendet und deren Strahlstärke in dieser Richtung 1/683 Watt pro Steradiant beträgt. |
Zusatzeinheiten
| Menge | Einheitenname | Einheitensymbol | Definition |
|---|---|---|---|
| Ebener Winkel | Radiant | rad | Der Radiant beschreibt den ebenen Winkel, der einem Kreisbogen gegenüberliegt, der dieselbe Länge hat wie der Radius des Kreises; dies entspricht einem Winkel von 1 rad. |
| Raumwinkel | Steradiant | sr | Ein Steradiant ist ein Raumwinkel in der Mitte einer Kugel, der einem Teil der Oberfläche gegenüberliegt, dessen Flächeninhalt gleich dem Quadrat des Radius der Kugel ist. |
Abgeleitete Einheiten
Abgeleitete Einheiten sind eine Kombination aus Basiseinheiten und Zusatzeinheiten und den mathematischen Funktionen Multiplikation und Division.
| Menge | Einheitenname | Einheitensymbol |
|---|---|---|
| Fläche | Quadratmeter | m2 |
| Volumen | Kubikmeter | m3 |
| Geschwindigkeit | Meter pro Sekunde | m/s |
| Beschleunigung | Meter pro Sekunde zum Quadrat | m/s2 |
| Wellenzahl | Reziprokes Meter | m-1 |
| Dichte | Kilogramm pro Kubikmeter | kg/m3 |
| Stromdichte | Ampere pro Quadratmeter | A/m2 |
| Magnetische Feldstärke | Ampere pro Meter | A/m |
| Konzentration (der Stoffmenge) | Mol pro Kubikmeter | mol/m3 |
| Spezifisches Volumen | Kubikmeter pro Kilogramm | m3/kg |
| Leuchtdichte | Candela pro Quadratmeter | cd/m2 |
Einige abgeleitete Einheiten haben Eigennamen.
| Menge | Einheitenname | Einheitensymbol | Zusammensetzung |
|---|---|---|---|
| Frequenz | Hertz | Hz | 1 Hz = 1s-1 |
| Kraft | Newton | N | 1 N = 1 kg m/s2 |
| Druck | Pascal | Pa | 1 Pa = 1 N/m2 |
| Energie, Arbeit, Wärmemenge | Joule | J | 1 J = 1 Nm |
| Leistung, Strahlungsfluss | Watt | W | W = 1 J/s |
| Elektrische Ladung, Elektrizitätsmenge | Coulomb | C | 1 C = 1 A s |
| Elektrisches Potenzial/elektrische Potenzialdifferenz, Spannung, elektromotorische Kraft | Volt | V | 1 V = 1 J/C |
| Widerstand (elektrisch) | Ohm | Ω | 1 Ω = 1 V/A |
| Leitfähigkeit (elektrisch) | Siemens | S | 1 S = 1 Ω-1 |
| Magnetisch | Weber | Wb | 1 Wb = 1 V s |
| Magnetische Flussdichte, magnetische Induktion | Tesla | T | 1 T = 1 Wb/m2 |
| Induktivität | Henry | H | 1 H = 1 Wb/A |
| Temperatur (Celsius) | Grad Celsius | ℃ | 1 t = T-To |
| Lichtstrom | Lumen | lm | 1 lm = 1cd sr |
| Beleuchtungsstärke | Lux | lx | 1 lx = 1 lm/m2 |
Referenzinformationen
Präfixe von SI-Einheiten zur Kennzeichnung von Zehnerpotenzen
| Faktor | Präfix | Symbol | Faktor | Präfix | Symbol |
|---|---|---|---|---|---|
| 1018 | Exa | E | 10-1 | Dezi | d |
| 1015 | Peta | P | 10-2 | Zenti | c |
| 1012 | Tera | T | 10-3 | Milli | m |
| 109 | Giga | G | 10-6 | Mikro | µ |
| 106 | Mega | M | 10-9 | Nano | n |
| 103 | Kilo | k | 10-12 | Piko | p |
| 102 | Hekto | h | 10-15 | Femto | f |
| 10 | Deka | da | 10-18 | Atto | a |
Nicht-SI-Einheiten
| Menge | Einheitenname | Einheitensymbol | Definition |
|---|---|---|---|
| Zeit | Minute | min | 1 min = 60 s |
| Stunde | h | 1 h = 60 min | |
| Tag | d | 1 d = 24 h | |
| Ebenenwinkel | Grad | ° | 1° = (π/180) rad |
| Minute | ′ | 1′ = (1/60) ° | |
| Sekunde | ″ | 1″ = (1/60) ′ | |
| Volumen | Liter | l, L | 1 l = 1 dm3 |
| Gewicht | Metrische Tonne | t | 1 t = 103 kg |
