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:
Basiseinheit | Bezeichnung | Beschreibung |
---|---|---|
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] | [Ω-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
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
Name | Symbol | Größe |
---|---|---|
Newtonsche Gravitationskonstante | G | 6,672 x 10-11 [m3kg-1s-2] |
Gauss- Gravitationskonstante | k | 0,017202098950 [AE3/2Ms-1/2s-1] (Ms = Sonnenmasse) |
Lichtgeschwindigkeit (Vakuum) | c | 2,99792458 x 108 [ms-1] |
Plancksches Wirkungsquantum | h | 6,62607 x 10-34 [Js] |
Boltzmann- Konstante | k | 1,380 x 10-23 [JK-1] |
Loschmidtsche Zahl | L | 6,022 x 1023 [mol-1] |
Universelle Gaskonstante | R | 8,31434 [JK-1mol-1] |
Stefan- Boltzmann- Konstante | σ | 5,669 x 10-8 [Wm2K-4] |
Konstante Wiensches Verschiebungsgesetz | T · λmax | 2,90 x 10-3 [mK] |
Elektrische Elementarladung | e | 1,6022 x 10-19 [C] |
Einsteinsches Masseäquivalent (E = mc2) | 1 g | 9 x 1013 [J] = 5,62 x 1032 [eV] |
Compton- Wellenlänge | λc | 2,426310 x 10-12 [m] |