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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
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 ML Verfasst am: 22. Nov 2018 00:48 Titel: Neudefinition SI-Einheiten |
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Hallo,
jetzt haben auch Gewichte und Messsysteme in Schule und Universität ein Haltbarkeitsdatum. Ab 20. Mai 2019 wird der Laborschrank leergeräumt und weggeworfen:
"Das Internationale Einheitensystem steht vor einer grundlegenden Neudefinition: Naturkonstanten sollen in Zukunft für alle sieben Basiseinheiten und für alle abgeleiteten Einheiten als definierende Bezugsgrößen dienen. [...] Auf der nächsten Generalkonferenz für Maß und Gewicht im November 2018 in Versailles sollen die Änderungen beschlossen und am 20. Mai 2019, dem Weltmetrologietag, offiziell in Kraft treten."
Quelle: https://www.ptb.de/cms/forschung-entwicklung/forschung-zum-neuen-si.html
M. E. ist das ein logischer Schritt. Wenn die Naturkonstanten wirklich konstant sind, wovon die Mehrheit der Physiker wohl ausgeht, dann muss man sie auch als solche behandeln. Es ergibt unter diesen Bedingungen keinen Sinn, dass sowohl die Einheiten als auch die Naturkonstanten "wackeln", wenn man alternativ auch die Naturkonstanten definieren und die Einheiten davon ableiten kann. Auf diese Weise sind dann nicht mehr beide Größen (Einheiten und Konstanten) mit einer Messunsicherheit versehen, sondern nur eine der Größen. Außerdem führt es zu einer gewissen Demokratisierung in der Wissenschaftswelt. Fortan hat nicht nur mehr ein Land ein Urkilogramm, sondern jedes Land kann auf Grundlage der Definition ein eigenes "Urkilogramm" herstellen.
Viele Grüße
Michael |
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Nescio
Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 279
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| Nescio Verfasst am: 22. Nov 2018 01:53 Titel: Re: Neudefinition SI-Einheiten |
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| ML hat Folgendes geschrieben: | Ab 20. Mai 2019 wird der Laborschrank leergeräumt und weggeworfen:
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Hmm... Nö, ich verzichte. 
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18062
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| TomS Verfasst am: 22. Nov 2018 06:57 Titel: |
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Das Problem wird ja nur teilweise gelöst.
Wenn man das Kilogramm auf Basis des Planckschen Wirkungsquantums definiert - der Weg ist mir noch nicht klar - dann muss man einem Eichamt trotzdem noch 1 kg geben, nicht 1 h.
Nicht alle Einheiten können so definiert werden, z.B. die Sekunde.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Nescio
Anmeldungsdatum: 05.12.2015
Beiträge: 279
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| Nescio Verfasst am: 22. Nov 2018 14:57 Titel: |
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Mit einer Watt-Waage kann man bei bekanntem Planckschen Wirkungsquantum ein Kilogramm abwiegen. |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
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| ML Verfasst am: 22. Nov 2018 18:44 Titel: |
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Hallo,
| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Wenn man das Kilogramm auf Basis des Planckschen Wirkungsquantums definiert - der Weg ist mir noch nicht klar - dann muss man einem Eichamt trotzdem noch 1 kg geben, nicht 1 h.
Nicht alle Einheiten können so definiert werden, z.B. die Sekunde.
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Für die Sekunde gibt es ja schon eine Lösung. Sie lautet: "Zählen". Der jetzige Ansatz mit den Schwingungen im Cäsiumatom erfüllen ja schon die Bedingung, dass niemand ein besonders bevorzugtes Messsystem für die Sekunde hat (konkret: eine Vorrichtung zur Definition der "Ursekunde"), sondern jedes nationale Matrologieinstitut kann sich seine eigene Atomuhr bauen.
Wegmessung erfolgt über Zeitmessung für den Lichtlaufweg. Hierzu benötigt man wiederum keine bestimmte Vorrichtung (Urmeter), sondern man kann messen, wie lange das Licht für das Durchlaufen einer bestimmten Strecke benötigt. Da c konstant ist und die Atomuhren bei bestem Bau und Beachtung der relativistischen Effekte auch überall gleich gehen, findet letztlich jedes Institut das gleiche Meter heraus.
Sagen wir einmal, wir könnten Zeiten und Wege messen. Wie kommen wir jetzt mithilfe von h auf das Kilogramm?
Wenn man nicht auf die technische Realisierbarkeit achten muss, wäre ein recht kurzer Weg:
Dann kommt man mit einer Zeitmessung und dem Wirkungsquantum schonmal auf die Energie. Von der Energie zum Kilogramm gelangt man, indem man einen Körper der Masse m beschleunigt. Wenn wir diesen Vorgang mit konstanter Beschleunigung vornehmen, ergibt sich für die Energie:
Nach einer Umrechnung kommt heraus:
- h kann man als Naturkonstante vorgeben
- f, a und s kann man über Zeit- und Wegemessung bestimmen.
Technisch ist das in dieser Form nicht sinnvoll (siehe der Hinweis zur Wattwaage), aber es zeigt den prinzipiellen Weg von der einen zur anderen Einheit.
Viele Grüße
Michael |
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autor237
Anmeldungsdatum: 31.08.2016
Beiträge: 509
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| autor237 Verfasst am: 24. Nov 2018 22:46 Titel: Re: Neudefinition SI-Einheiten |
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| ML hat Folgendes geschrieben: | Fortan hat nicht nur mehr ein Land ein Urkilogramm, sondern jedes Land kann auf Grundlage der Definition ein eigenes "Urkilogramm" herstellen.
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Dabei hätte man auch das Kilogramm umbenennen können, so dass das Präfix Kilo aus der Bezeichnung verschwindet. |
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