Basisgrößen und ihre Darstellung

Hallo und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um Basisgrößen und ihre Darstellung. Das hört sich vielleicht erstmal etwas trocken an, ohne Basisgrößen könnten wir aber nichts messen, beziehungsweise könnten wir schon messen, wüssten aber nicht, was wir da messen. Deshalb sind Basisgrößen ein grundlegender Punkt in der Physik. Du wirst hier zuerst lernen, wie Größen dargestellt werden. Das werden wir dann an einigen Beispielen verdeutlichen. Weiterhin wirst du die Antwort auf die Frage bekommen, was das SI-Einheitensystem ist und aus welchen Basiseinheiten es besteht. Nachdem du jetzt weißt, was du gleich lernen wirst, kann es auch schon losgehen. Eine Größe, anders gesagt eine physikalische Größe, gibt einen Wert an. Eine solche physikalische Größe ist zum Beispiel die Masse. Um zu wissen, wie schwer etwas ist, zum Beispiel eine Eisenkugel, wiegen wir es. Die Waage zeigt uns dann einen Wert für die physikalische Größe der Masse an. Der Größenwert wird als Produkt aus Zahlenwert und physikalischer Einheit angegeben. Wiegt eine Eisenkugel zum Beispiel zwei Kilogramm, so hat sie den Größenwert zwei Kilogramm. Man kann auch sagen, der Wert setzt sich zusammen aus dem Produkt von Zahlenwert und Einheit. Zwei ist dabei der Zahlenwert und Kilogramm die Einheit. So kannst du sagen, diese Eisenkugel wiegt zwei Kilogramm, und der Nachbar weiß, was du meinst. Du kannst aber auch sagen, diese Eisenkugel wiegt 2000 Gramm oder aber sie wiegt vier Pfund. In allen drei Fällen hat die Eisenkugel die gleiche Masse, es wurden nur unterschiedliche Einheiten gewählt. Zu jeder Größe kann es also mehrere Einheiten geben. Sicherlich kennst du schon einige Einheiten. Manche kennt man aus dem Alltag, wie zum Beispiel Kilogramm oder Gramm, Liter und Meter. Die Temperatur misst man zum Beispiel in Grad Celsius oder Kelvin und die Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden. Andere lernt man erst kennen, wenn man sich mit Physik oder anderen Naturwissenschaften beschäftigt, wie zum Beispiel das Volt für die Größe der elektrischen Spannung oder das Ohm für den elektrischen Widerstand oder die Geschwindigkeit, die man in Metern pro Sekunde oder Kilometern pro Stunde misst. Bevor du lernst, was das SI-Einheitensystem ist, wollen wir uns erst einmal fragen, was ein Meter ist. Da könnte man jetzt sagen: Ganz klar, ein Meter sind 100 Zentimeter. Aber was ist ein Zentimeter? Zehn Millimeter. Und was ist ein Millimeter? 1000 Mikrometer. Diese Fragerei könnte man beliebig fortsetzen, ohne an ein Ende zu kommen. Deshalb bleibt einem nichts anderes übrig, als einmal festzulegen, was ein Meter ist. Genau das ist 1793 in Paris passiert. Um genau definieren zu können, was ein Meter ist, wurde die Strecke vom Nordpol zum Äquator möglichst genau vermessen und dieser Wert dann durch 10 Millionen geteilt. Dann wurde ein Messingstab mit genau dieser Länge hergestellt. Diesen Stab nennt man Urmeter. Dieser Urmeter hatte noch zwei Nachfolger aus anderen Materialien. Bis 1960 war der Meter über diese Urmeter definiert. Heutzutage sind alle Basiseinheiten außer das Kilogramm durch Naturkonstanten definiert. Der Vorteil liegt darin, dass so die Einheiten überall reproduziert werden können und Referenzgegenstände wie zum Beispiel das Urmeter, die beschädigt werden könnten, überflüssig werden. Ein Meter zum Beispiel wird über die Strecke definiert, die Licht in einer bestimmten Zeit im Vakuum zurücklegt. Ziel des Urmeters war es, dass man an verschiedenen Orten die gleiche Länge meint, wenn man ein Meter sagt. Angenommen, du misst hier in Deutschland deine Körpergröße. Das Ergebnis ist 1,50 Meter. In China misst auch jemand seine Körpergröße und misst auch 1,50 Meter. So kannst du dir sicher sein, dass der Mensch in China genauso groß ist wie du, weil ihr das gleiche Messergebnis erhalten habt. Wäre der Meter nicht genau definiert, dann wäre das nicht der Fall, weil dann in China ein Meter etwas anderes wäre als in Deutschland. Diese Vergleichbarkeit von Messwerten ist für Naturwissenschaftler sehr wichtig. Wenn man seine Ergebnisse vergleichen will, dann muss man sichergehen können, dass der andere das Gleiche meint, wenn er sagt, etwas sei einen Meter lang. Um andere Messgrößen als in Meter vergleichen zu können, wurde das SI-Einheitensystem eingeführt. Es umfasst einige Basisgrößen mit sehr genau bestimmten Einheiten, die sogenannten Basiseinheiten. Da diese Basiseinheiten sehr genau bestimmt sind, können sie überall auf der Welt verglichen werden. Das SI-Einheitensystem besteht aus folgenden Basisgrößen und Basiseinheiten: Die Länge ist eine SI-Basisgröße, sie wird in der Basiseinheit Meter, Kurzform m, gemessen und angegeben. Die Masse ist eine weitere Basisgröße, die zugehörige Einheit ist das Kilogramm, kurz kg. Die Basisgröße Zeit wird in der Basiseinheit Sekunde gemessen, Kurzform s. Die Stromstärke wird in Ampere gemessen. Auch die Temperatur ist eine Basisgröße im SI-Einheitensystem, sie wird in Kelvin gemessen. Sicher kennst du auch Temperaturangaben in Grad Celsius, Physiker benutzen aber Kelvin, um Temperaturen anzugeben. Um anzugeben, aus wie vielen Teilchen ein Stoff besteht, gibt man die Größe der Stoffmenge an, sie wird in Mol gemessen. Ein Mol ist dabei einfach die Teilchenzahl von zwölf Gramm Kohlenstoff. Die letzte Basisgröße des SI-Einheitensystems ist die Lichtstärke, sie wird in Candela, kurz cd, angegeben. Das sind dann auch schon alle Basisgrößen und Basiseinheiten des SI-Einheitensystems. Aus ihnen können alle anderen Größen und Einheiten hergeleitet werden. So, was hast du heute gelernt? Eine physikalische Größe gibt einen Wert an. Der Größenwert entspricht dabei einem Zahlenwert mal einer Einheit. Im SI-Einheitensystem sind genau vermessene Basisgrößen und Basiseinheiten zusammengefasst. Aus ihnen können alle anderen Größen und Einheiten abgeleitet werden. Beispiele für Einheiten sind Kilogramm, Meter, Volt, Meter pro Sekunde und viele mehr. Um Messgrößen vergleichen zu können, müssen genaue Basisgrößen und Basiseinheiten festgelegt werden. Die erste war dabei der Urmeter von Paris. Heutzutage definiert man alle Basiseinheiten außer das Kilogramm über Naturkonstanten wie zum Beispiel die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit. Im SI-Einheitensystem sind genau vermessene Basisgrößen und Basiseinheiten zusammengefasst. Aus ihnen können alle anderen Größen und Einheiten abgeleitet werden. Das war es dann auch schon zum Thema Basisgrößen und ihre Darstellung. Ich hoffe, du hast was gelernt. Tschüss und bis zum nächsten Mal.