In diesem Wiki werden Themen zur Physik auf Schulniveau behandelt.

Einführung

Die Physik beschäftigt sich mit Vorgängen in der unbelebten Natur. Das kann alles Mögliche sein: der Überholvorgang eines Autos, der Zusammenprall zweier Billardkugeln oder Photonen, die auf unsere Netzhaut im Auge treffen. Fast immer geht es um Wechselwirkungen, gibt es ein Vorher und ein Nachher.

Die Eigenschaften der am Vorgang dem beteiligten Objekte sind physikalische Größen. Wenn diese erfasst werden sollen, muss man wissen: Was ist es? (Welche physikalischen Größe?) und Wieviel davon ist es? (Welche zahlenmäßige Menge?)

Die Physiker zählen oder erfassen bestimmte Eigenschaften mengenmäßig und sind besonders froh, wenn sie eine Wechselwirkung beschreiben können, bevor sie stattfindet. (Diese Brücke wird einstürzen, wenn sie mit mehr als 100 t belastet wird.) Zur Beschreibung bedienen sie sich der Mathematik, denn mathematische Gleichungen sind abstrakt genug, um in allen möglichen Gebieten der Physik zu funktionieren und werden auf der ganzen Welt verstanden.

Damit ist die Messlatte in diesem Bereich nicht gerade niedrig. Es hat aber zu allen Zeiten Menschen gegeben, die neugieriger als ihre Mitmenschen waren und wissen wollten, „Was die Welt im Innersten zusammenhält.“1) So hat Aristarchos von Samos ca. 280 v. Chr. die Größe des Mondes bestimmt.

Zu dieser Zeit wusste man schon, dass Schafe anders gezählt werden als Korn. (Es konnte durchaus sein, dass man von seinem Acker 10 Körbe Korn geerntet hat und der elfte Korb war nur zur Hälfte gefüllt, aber niemals hat man 10,5 Schafe auf der Weide stehen sehen.) Zahlen, dass soll an dieser Stelle betont werden sind unbestechlich. Zehn wird immer zehn sein, egal wie man diese Menge betrachtet.

Aber über das, was gezählt wird, muss Einigkeit hergestellt werden. (Auf den Märkten des Mittelalters wurde zu Beispiel ein Eisenstab in der Rathauswand eingelassen. Er war die, von der Obrigkeit festgelegt Länge der Elle, so wie sie auf dem Frankfurter Markt galt. Wer also 10 Ellen Tuch gekauft hatte, konnte an Ort uns Stelle überprüfen, ob der Händler „Mit falscher Elle gemessen…“ und ihn somit betrogen hatte. Beide Seiten wussten von dem Eisenstab in der Wand und die Geschäfte liefen reibungslos. Schwierig wurde es nur, wenn jemand seine, in Frankfurt gekauften, 10 Ellen in Hamburg weiterverkaufen wollte, wo eine ganz andere Elle galt. Aber auf die nationale und internationale Harmonisierung von Maßen und Gewichten musste man noch lange warten.)

Mit einsetzender Industrialisierung wurde es immer wichtiger, solche einheitlichen Maße und Gewichte zu schaffen. Gerade die großen Kolonialmächte hatte ein Interesse daran, dass in 'ihrem' Wirtschaftsraum einheitliche Maße galten. Besonders gut wäre es, wenn die Vergleichsmaße (Der Eisenstab in der Wand, den man jetzt ein Normal nannte.) möglichst von der Natur abgeleitet werden könnten und somit uneränderlich für alle Zeiten wären. (Der öffenlich angebrachte Eisenstab könnte rosten, oder jemand feilt heimlich ein Stück ab. Wer würde so etwas tun, Kunde oder Händler?)

Also erhielt 1790 die französische Akademie der Wissenschaften den Auftrag, sich mit diesen Fragen zu beschäftigen. Nach einer wechselvollen Geschichte entstand das Internationale Einheitensystem

Jeder Staat regelt in seinem Hoheitsgebiet die Anwendungen der Einheiten per Gesetzt. In Deutschland ist das z.B. das Einheitengesetz und das Eichgesetz. Als Hüterin der Maße fungiert die Physikalisch Technische Bundesanstalt PTB

SI Basiseinheiten

Basis-
größe
Basismaßeinheit
Name Symbol
Definition
(siehe auch DIN 1301)
Länge Meter m Das Meter ist die Länge der Strecke, die Licht im Vakuum während der Dauer von (1/299792 458) Sekunden durchläuft. http://de.wikipedia.org/wiki/Meter
Masse Kilogramm kg Das Kilogramm ist die Einheit der Masse; es ist gleich der Masse des Internationalen Kilogrammprototyps. http://de.wikipedia.org/wiki/Kilogramm
Zeit Sekunde s Die Sekunde ist das 9 192 631 770fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids 133Cs entsprechenden Strahlung. http://de.wikipedia.org/wiki/Sekunde
elektrische
Stromstärke
Ampere A Das Ampere ist die Stärke eines konstanten elektrischen Stromes, der, durch zwei parallele, geradlinige, unendlich lange und im Vakuum im Abstand von einem Meter voneinander angeordnete Leiter von vernachlässigbar kleinem, kreisförmigem Querschnitt fließend, zwischen diesen Leitern je einem Meter Leiterlänge die Kraft 2 · 10–7 Newton hervorrufen würde. http://de.wikipedia.org/wiki/Ampere
Temperatur Kelvin K Das Kelvin, die Einheit der thermodynamischen Temperatur, ist der 273,16te Teil der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunktes des Wassers. http://de.wikipedia.org/wiki/Kelvin
Stoffmenge Mol Mol Das Mol ist die Stoffmenge eines Systems, das aus ebensovielen Einzelteilchen besteht, wie Atome in 0,012 Kilogramm des Kohlenstoffnuklids 12C enthalten sind. Bei Benutzung des Mol müssen die Einzelteilchen spezifiziert sein und können Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen sowie andere Teilchen oder Gruppen solcher Teilchen genau angegebener Zusammensetzung sein. http://de.wikipedia.org/wiki/Mol
Lichtstärke Candela cd Die Candela ist die Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Strahlungsquelle, die monochromatische Strahlung der Frequenz 540 · 1012 Hertz aussendet und deren Strahlstärke in dieser Richtung (1/683) Watt durch Steradiant beträgt. http://de.wikipedia.org/wiki/Candela
1) Dr. Heinrich Faust zweifelt, ob die Wissenschaften zu wahrer Erkenntnis führen. Goethes Faust Teil 1
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