0.1 Die SI-Basiseinheiten

Alle Wissenschaftler:innen auf dieser Erde haben sich auf ein System von Einheiten geeinigt. Das ist etwas Besonderes. Was gibt es noch, worauf sich alle Menschen dieser Welt geeinigt haben?

Die Vorteile des SI-Systems

Wenn alle Wissenschaftler:innen die gleichen Einheiten verwenden, dann können sie ihre Ergebnisse einfach miteinander vergleichen.
Jede dieser Einheiten kann mit einem genau beschriebenen Experiment überprüft werden. So kann jeder prinzipiell zu jeder Zeit und an jedem Ort überprüfen, wie groß diese Einheit ist.
Wenn in einer Rechnung nur Zahlen mit SI-Einheiten eingesetzt werden, dann erhält man als Ergebnis auch eine Zahl in einer solchen SI-Einheit.

Wenn man zum Beispiel eine Entfernung misst, und die Zahl 500 als Ergebnis erhält, dann muss man wissen, ob das Ergebnis in Zentimetern, in Metern, in Fuss, in Meilen oder in Kilometern angegeben ist. Da Meter die SI-Einheit ist, kann man also sicher sein, dass ein mit SI-Einheiten berechnetes Ergebnis tatsächlich die Einheit Meter als Ergebnis hat, denn das ist die SI-Einheit für Längen.

Definition der Basiseinheiten

Die SI-Basiseinheiten wurden so definiert, dass sie sich alle mit Hilfe von Naturkonstanten ausdrücken lassen. Das ist mit dem Kilogramm tatsächlich erst seit dem 20. Mai 2019 gelungen. Bis dahin war das Vorbild aller Kilogramms ein Stück Metall aus Platin-Iridium, das in Paris aufbewahrt wurde.

Basisgröße	Größensymbol	Einheit	Einheitenzeichen
Länge	l	Meter	m
Masse	m	Kilogramm	kg
Zeit	t	Sekunde	s
Stromstärke	I	Ampere	A
Temperatur	T	Kelvin	K
Stoffmenge	n	Mol	mol
Lichtstärke	Iv	Candela	cd

Da es in Druckschrift etwas schwer zu erkennen ist: Das Symbol für die Länge ist ein kleines L und das der Stromstärke ist ein großes i. Auch die Lichtstärke ist ein großes i mit dem Index v: I_V.

Naturkonstanten

Es gibt einige Zahlen die unveränderlich sind. Egal wann oder wo man diese Größen durch Experimente bestimmt, es kommt immer der gleiche Wert dabei heraus. Solche Zahlen nennt man Naturkonstanten. Bekannte Beispiele dafür sind die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c = 299792458 m/s oder die Elementarladung, die elektrische Ladung eines Elektrons: e = 1,602 176 634 · 10^-19 As.
Wer die Schreibweise mit der Zehnerpotenz noch nicht kennt:
1,602 176 634 · 10^-19 =0,00 000 000 000 000 000 016 021 766 34, es ist also eine sehr sehr kleine Zahl.

Eine genaue Definition der SI-Basiseinheiten an Hand der Naturkonstanten und die verwendeten Naturkonstanten selbst findet man im Internet:
https://www.ptb.de/cms/en/research-development/research-on-the-new-si/countdown-zum-neuen-si.html
oder hier
https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/allgemeines-und-hilfsmittel/grundwissen/si-basisgroessen-und-einheiten
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