Einführung in die Physikalischen Größen: SI-Basisgrößen

"Wer die Physik nicht versteht, versteht es nicht zu leben." - Sebastian Lotz.
Damit Sie es zu leben verstehen, helfen wir Ihnen nach und nach verschiedene physikalische Einheiten zu verstehen. Der Einstieg ist mit den SI-Einheiten - erläutert am Beispiel des Apfelmus - ebenso simpel, wie wichtig und ist eine notwendige Grundlage für jedes tiefere Verständnis der Physik.

 Grundlagen

Die Physik besteht aus mehreren Dimensionen. Spontan fallen Ihnen sicher drei ein: Länge, Breite, Höhe. Wenn Sie jedoch Ihren PC-Monitor betrachtet haben, können Sie bereits die sieben SI-Basisgrößen an ihm erkennen, bzw. vermuten. Doch der Einfachheit halber beschränken wir unsere Beispiele heute auf Apfelmus.
Doch halt! Was sind Dimensionen? Dimensionen sind vergleichbar mit purem Apfelmuß. Sie sind ein Teil eines Ganzen, doch können sie mit weiteren Zutaten wie Temperatur, Zeit, Strahlung oder Bewegung ganz andere Eigenschaften erhalten.
Eine Größe besteht immer aus einer Bezeichnung, jede Bezeichnung hat eine Einheit. Und jede Einheit lässt sich auf eine Basiseinheit zurückführen.
Beispiele:
  • Altes Apfelmus = Apfel, Zeit
  • Helles Apfelmus = Apfel, Licht

 SI-Basisgrößen

Wie bereits angedeutet, sind die sieben SI-Basisgrößen Grundeinheiten, aus denen sich alle anderen physikalischen Größen bilden lassen.

Es gibt folgende Größen (am Beispiel Apfelmus)
  1. Länge:
    Diese Dimension wird meist in drei Achsen aufgeteilt, bei rotierenden Teilen sogar in sechs. Sie beschreiben ganz simpel die sprichwörtliche Größe von Apfelmus, also welchen Raum eine Menge in Anspruch nimmt.
  2. Masse:
    Die Masse wird oft auch mit Gewicht bezeichnet. Während Masse jedoch nur für physikalische Begriffe verwendet wird, kann der Begriff 'Gewicht' außerdem für das Beschreiben von Frauen verwendet werden. Die Größe gibt darüber hinaus Auskunft, welche Masse an Menschen mit einer gewissen Masse an Apfelmus versorgt werden kann.
  3. Zeit:
    Ohne Zeit wäre alles haltbar. Die Zeit sorgt dafür, dass Dinge so schwer sind, dass wir sie nicht mehr halten können. Zu schnell fallende Apfelmusgläser sind dadurch unhaltbar. Durch langes Einkochen wird dem Apfelmus Zeit entzogen (Thermodynamik!) wodurch es länger haltbar bleibt.
    Übrigens: Mehr zum Thema Zeit erfahren Sie vom Uhrengewerbe.
  4. Elektrische Stromstärke:
    Wer schonmal einen Apfelmusstromschlag am eigenen Leib erfahren hat weiss: Äpfel sind elektrisch unbedenklich. Streicht man jedoch eine Menge X auf eine Hochspannungsleitung, lässt sich ein schmerzhafter Nebeneffekt kaum leugnen.
  5. Temperatur:
    Beim Zerreiben von Dingen entsteht Wärme. Wärme ist jedoch genau genommen keine Einheit, sondern kann durch erweitern des Periodensystems durch eine weitere Achse als Permutation jedes chemischen Elements vorkommen.
  6. Stoffmenge:
    Diese Größe wird oft mit der Masse verbunden, bezieht sich jedoch auf die Molekülmenge von Apfelmus. Dieses bildet durch das im Apfel enthaltene Wasser eine Emulsion in zuckerhaltiger Lösung. Das Verhältnis an Molekülen pro Mengeneinheit im Volumen kann dann durch die Stoffmenge angegeben werden.
  7. Lichtstärke:
    Das Wort Apfelmuslampen leitet sich vom Wort 'Muslim' ab und bedeutet 'Der Erleuchtete'. Als der Prophet Mohammed auf der Suche nach Erleuchtung schließlich die Lösung fand wie man ein fest verschlossenes Apfelmusglas öffnete, erkannte er eines: Das Öffnen von Gläsern ist um so einfacher, je heller es im Raum ist. Daher ist es am sinnvollsten, Apfelmus zur Mittagszeit zu essen, wenn die Sonne am höchsten steht.

 Ausblick

In künftigen Episoden betrachten wir noch folgende Einheitengruppen im Detail:
Atomar- und Molekularphysik, Elektrizität und Magnetismus, Geometrie, Kernphysik, Kinematik, Mechanik, Photometrie und Optik,  Radiometrie und Thermodynamik.

Ein Artikel von Hans Dieter Kohr
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