In diesem Beitrag wird die direkte Beziehung einer beliebigen SI-Einheit zu den definierenden Konstanten erörtert. Für viele der abgeleiteten SI-Einheiten sind die Beziehungen zu den Definitionskonstanten einfacher als zu den SI-Basiseinheiten. Darüber hinaus spiegeln einige der Beziehungen direkt die grundlegenden quantenphysikalischen Effekte wider, die bei der primären Realisierung der Einheiten genutzt werden. Es ist nicht die Absicht dieses Artikels, den Status der sieben SI-Basiseinheiten und die Unterscheidung zwischen den SI-Basiseinheiten und den abgeleiteten SI-Einheiten in Frage zu stellen, die sich historisch entwickelt haben und aus pädagogischen Gründen fortbestehen, sondern vielmehr eine alternative Sichtweise des SI zu vermitteln. Diese alternative Sichtweise ermöglicht auch eine umfassendere und modernere Darstellung der Metrologie im Allgemeinen und zeigt, dass es in Bezug auf die direkte Umsetzbarkeit der definierenden Konstanten kaum einen praktischen Unterschied zwischen den SI-Basiseinheiten und den abgeleiteten SI-Einheiten gibt
Quelle: Relating SI units to the ‘defining constants’
Zusammenfassung
In der Vergangenheit konzentrierte sich die Metrologie auf die Verbesserung der primären Umsetzung von SI-Basiseinheiten, insbesondere wenn diese sich auf einzigartige physikalische Artefakte bezogen. Das Konzept der SI-Basiseinheiten wird auch heute noch ausgiebig zur Veranschaulichung der Tätigkeitsbereiche in der Metrologie und in der Pädagogik verwendet. Heute ist die Metrologieforschung, die typischerweise an den Nationalen Metrologieinstituten (NMIs) betrieben wird, viel breiter angelegt: Sie befasst sich mit der Realisierung aller SI-Einheiten. Aus den oben beschriebenen historischen Gründen wurden die abgeleiteten Einheiten innerhalb und außerhalb der NMIs manchmal zu Unrecht als zweitrangig angesehen. Die Darstellung der Beziehungen zwischen allen SI-Einheiten und den definierenden Konstanten verdeutlicht, dass sich die SI-Basiseinheiten und die abgeleiteten SI-Einheiten in Bezug auf ihre Fähigkeit, direkt aus den definierenden Konstanten realisiert zu werden, in der Praxis kaum unterscheiden. Diese Sichtweise kann dazu beitragen, dass die nationalen Metrologieinstitute in Zukunft eine überzeugendere Darstellung der Auswirkungen ihrer Arbeit liefern können. Mit diesem Ansatz lassen sich auch quantenphysikalische Prinzipien anschaulich darstellen und die Konsistenz der Mengen- und Einheitenbeziehungen leicht überprüfen.
Weitere Informationen:
D-Festvortrag Metrologie: Professor Dr. Klaus von Klitzing
Das neue Internationale Einheitensystem (SI)
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