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Physik · Größen und Einheiten
Die sieben SI-Basisgrößen mit Symbol, Einheit und der Naturkonstante, die sie festlegt, plus die typischen Verwechslungen wie Kilogramm und Kelvin.
Das SI-System hat genau sieben Basisgrößen. Jede andere Größe entsteht aus ihnen durch Malnehmen und Teilen.
Eine Größe ist immer Zahlenwert mal Einheit, zum Beispiel 70 kg. Eine Größengleichung gilt in jedem Einheitensystem. Erst eine Zahlenwertgleichung setzt bestimmte Einheiten voraus.
| Basisgröße (Symbol) | Einheit | Festgelegt über |
|---|---|---|
| Länge (l) | Meter (m) | Lichtgeschwindigkeit c im Vakuum |
| Masse (m) | Kilogramm (kg) | Plancksches Wirkungsquantum h |
| Zeit (t) | Sekunde (s) | Cäsium-133-Hyperfeinstruktur |
| Stromstärke (I) | Ampere (A) |
| Temperatur (T) | Kelvin (K) | Boltzmannkonstante k |
| Stoffmenge (n) | Mol (mol) | Avogadrokonstante NA |
| Lichtstärke (Iv) | Candela (cd) | photometrisches Strahlungsäquivalent Kcd |
Die Basisgrößen gelten per Konvention als dimensional unabhängig: Keine lässt sich durch die anderen ausdrücken. Die Definitionen ihrer Einheiten dürfen trotzdem aufeinander aufbauen. Die Temperatur heißt genauer thermodynamische Temperatur.
Seit 2019 legen exakte Werte von Naturkonstanten die Einheiten fest, nicht mehr ein Urkilogramm. Das Meter hängt über c an der Sekunde, das Kilogramm über h an Meter und Sekunde. Hier die Werte (h, e, k und NA gerundet):
Weil c in m/s exakt feststeht: Ein Meter ist die Strecke, die Licht im Vakuum in 1/299 792 458 s zurücklegt.
Keine Basiseinheiten sind Gramm, Liter, °C, Volt, Newton, Hertz, Lumen, Lux und Dioptrie.
Durch Multiplizieren und Dividieren entstehen alle weiteren Größen: Geschwindigkeit (m/s), Dichte (kg/m³) oder die Stoffmengenkonzentration (mol/l, also Stoffmenge durch Länge³). → Ausführlich in: Abgeleitete Größen
Eine Einheit so lange in Bausteine zu zerlegen, bis nur Basiseinheiten übrig sind, heißt Dimensionsanalyse.
Präfixe wie Milli, Mikro oder Nano verschieben eine Einheit um Zehnerpotenzen, etwa 1 mm = 10⁻³ m. → Ausführlich in: Zehnerpotenzen, Präfixe
Wie du innerhalb einer Größe umrechnest (Zeit, Länge, Fläche, Volumen), steht hier: → Ausführlich in: Einheiten (Zeit, Länge, Flächen, Volumina)
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Deine AufgabeDecke im Prüfungsmodus die Einheiten auf: Welche Basiseinheit gehört zur Masse – Gramm oder Kilogramm?
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Deine AufgabeWie viele Mikrometer sind ein Millimeter? Zähle die Sprossen zwischen Milli und Mikro.
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