SI- Einheiten

In den SI- Einheiten (Système International d'unités) werden alle physikalischen Größen auf einige wenige, grundlegende Basiseinheiten reduziert. Alle anderen Einheiten lassen sich von diesen Basiseinheiten ableiten. Das sind:

BasiseinheitBezeichnungBeschreibung
Meter [m] Entfernung Das Meter ist die Strecke, die das Licht im Vakuum während einer Zeit von 1/299 792 458 Sekunden zurücklegt.
Kilogramm [kg] Masse Das Kilogramm entspricht der Masse des internationalen Ur- Kilogramms aus Platin-Iridium in Paris.
Sekunde [s] Zeit Eine Sekunde ist die Dauer von 9 192 631 770 Schwingungen der Strahlung von Cäsium 133 im Grundzustand während des Übergangs zwischen zwei Hyperfeinniveaus.
Ampere [A] Elektrische Stromstärke Ein Ampere ist die konstante Stromstärke, die zwischen 2 zwei geraden, im Abstand von 1m im Vakuum parallel verlaufenden Leitern von unendlicher Länge und vernachlässigbarem runden Querschnitt fließt, wenn zwischen den Leitern eine Kraft von 2 x 10-7 Newton pro Meter Länge wirkt.
Kelvin [K] Temperatur Kelvin ist der Bruchteil von 1/273.16 der thermodynamischen Temperatur des Triplepunkts von Wasser.
Mol [mol] Stoffmenge Das Mol ist die Stoffmenge eines Systems, welches genausoviele elementare Einheiten enthält wie Atome in einer Masse von 0.012 Kilogramm Kohlenstoff 12. Wenn das Mol benutzt wird, müssen die elementaren Einheiten spezifiziert werden, sie können sein Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen oder andere Teilchen oder Gruppen solcher Teilchen.
Candela [cd] Lichtintensität Das Candela ist die Lichtstärke einer Quelle in einer vorgegebenen Richtung, die monochromatische Strahlung der Frequenz 540 x 1012 Hertz ausstrahlt mit einer Intensität in dieser Richtung von 1/683 Watt pro Steradiant (= [sr], 1 [sr] entspricht einem Kreiskegel mit einem Öffnungswinkel von 65,6°).

Weitere, von den Si- Einheiten abgeleitete Einheiten:

Größe Name Symbol In SI- Einheiten ausgedrückt
Energiedosis Gray [Gy] [J/kg]
Energiedosisrate Gray pro Sekunde [Gy/s] [m2/s3] = [W/kg]
Äquivalentdosis Sievert [Sv] [J/kg]
(Radio-) Aktivität Becquerel [Bq] [1/s]
Celsius Temperatur Grad Celsius [oC] [K]
Kapazität Farad [F] [C/V]
= [A2 · s/W]
Elektrische Ladung Coulomb [C] [A·s]
= [J/V]
Leitwert Siemens [S] [A/V]
= [Ω-1]
Leitfähigkeit Siemens durch Zentimeter [S/cm] -1 · cm-1]
Induktivität Henry [H] [Wb/A]
= [V · s/A]
= [W · s/A2] = [Ω · s]
Elektrisches Potential, Spannung Volt [V] [W/A]
= [J/C]
Widerstand Ohm [Ω] [V/A]
= [W/A2]
= [kg · m2/s3 · A2]
Energie, Arbeit, Wärmemenge Joule [J] [N · m] = [kg · m2/s2]
= [W · s]
Kraft Newton [N] [kg · m/s2]
Leistung Watt [W] [J/s]
Frequenz Hertz [Hz] [1/s] = [s-1]
Beleuchtungsstärke Lux [lx] [lm/m2]
Lichtstrom Lumen [lm] [cd · sr]
Lichtausstrahlung Lumen durch Quadratmeter [lm/m2] [lm/m2]
Leuchtdichte Candela durch Quadratmeter [cd/m2] [cd/m2]
Magnetischer Fluss Weber [Wb] [V · s]
Magnetische Flussdichte, magn. Induktion Tesla [T] [Wb/m2] = [V · s/m2]
Druck Pascal
(Bar)
[Pa]
[bar]
[N/m2]
1 [bar] = 105 [Pa]
Dynamische Viskosität Pascal Sekunde [Pa · s] [kg/m · s] = [N · s · m2]
Kinematische Viskosität Quadratmeter durch Sekunde [m2/s] [m2/s]
Winkel (ebener)1 Radiant [rad] [m/m]
Raumwinkel2 Steradiant [sr] [m2/m2]
Drehmoment Newton Meter [Nm] kg · m2/s2]
Oberflächenspannung Newton durch Meter [N/m] [kg/s2]
Wärmeflussdichte Watt pro Quadratmeter [W/m2] [kg/s3]
Spezifische Wärmekapazität Joule durch Kilogramm Kelvin [J/kg · K] [m2/s2 · K]
Spezifische Energie Joule pro Kilogramm [J/kg] [m2/s2]
Thermische Leitfähigkeit Watt durch Meter Kelvin [W/m · K] [m · kg/s3 · K]
Energiedichte Joule durch Kubikmeter [J/m3] kg/m · s2]
Elektrische Feldstärke Volt durch Meter [V/m] [m · kg/s3 · A]
Elektrische Ladungsdichte Coulomb durch Kubikmeter [C/m3] [A · s/m3]
Elektrische Flussdichte Coulomb durch Quadratmeter [C/m2] [A · s/m2]
Influenz Farad durch Meter [F/m] [s4 · A2/m3 · kg]
Permeabilität Henry durch Meter [H/m] [m · kg/s2 · A2]
Molare Energie Joule durch Mol [J/mol] [m2 · kg/s2 · mol]
Entropie Joule durch Kelvin [J/K] [m2 kg/s2 · K
Molare Entropie Joule durch Mol Kelvin [J/mol K] [m2 · kg/s2 · K · mol]
Exposition Coulomb durch Kilogramm [C/Kg] [A · s/kg]

1: Verhältnis von Kreisbogen zu Kreisradius
2: Verhältnis der von einer Kugel ausgeschnittenen Fläche zum Quadrat des Kugelradius

Für die SI- Einheiten verwendet man folgende Präfixe, da man sonst häufig sehr schnell mit unhandlichen, unübersichtlichen Zahlen hantieren müsste:

SI- Präfixe
Name Faktor Exponent Vorsilbe Symbol
Quadrillion 1 000 000 000 000 000 000 000 000 1024 Yotta Y
Trilliarde 1 000 000 000 000 000 000 000 1021 Zetta Z
Trillion 1 000 000 000 000 000 000 1018 Exa E
Billiarde 1 000 000 000 000 000 1015 Peta P
Billion 1 000 000 000 000 1012 Tera T
Milliarde 1 000 000 000 109 Giga G
Million 1 000 000 106 Mega M
Tausend 1 000 103 Kilo k
Hundert 100 102 Hecto h
Deka 10 101 Deka da
Zehntel 0.1 10-1 Deci d
Hundertstel 0.01 10-2 Centi c
Tausendstel 0.001 10-3 Milli m
Millionstel 0.000 001 10-6 Micro μ
Milliardstel 0.000 000 001 10-9 Nano n
Billionstel 0.000 000 000 001 10-12 Pico p
Billiardstel 0.000 000 000 000 001 10-15 Femto f
Trillionstel 0.000 000 000 000 000 001 10-18 Atto a
Trilliardstel 0.000 000 000 000 000 000 001 10-21 Zepto z
Quadrillionstel 0.000 000 000 000 000 000 000 001 10-24 Yocto y

Physikalische Fundamentalkonstanten
NameSymbolGröße
Newtonsche GravitationskonstanteG6,672 x 10-11 [m3kg-1s-2]
Gauss- Gravitationskonstantek0,017202098950 [AE3/2Ms-1/2s-1]
(Ms = Sonnenmasse)
Lichtgeschwindigkeit (Vakuum)c2,99792458 x 108 [ms-1]
Plancksches Wirkungsquantumh6,62607 x 10-34 [Js]
Boltzmann- Konstantek1,380 x 10-23 [JK-1]
Loschmidtsche ZahlL6,022 x 1023 [mol-1]
Universelle GaskonstanteR8,31434 [JK-1mol-1]
Stefan- Boltzmann- Konstanteσ5,669 x 10-8 [Wm2K-4]
Konstante Wiensches VerschiebungsgesetzT · λmax2,90 x 10-3 [mK]
Elektrische Elementarladunge1,6022 x 10-19 [C]
Einsteinsches Masseäquivalent
(E = mc2)
1 g9 x 1013 [J]
= 5,62 x 1032 [eV]
Compton- Wellenlängeλc2,426310 x 10-12 [m]