Maßeinheit
Eine Maßeinheit (auch: Größeneinheit) ist eine Größe mit einem feststehenden, wohldefinierten Wert, die als Vergleichsgröße zur quantitativen Bestimmung des Wertes anderer Größen der gleichen Art verwendet wird.
Eigenschaften
Bedingung dafür, dass eine Größe skalierbar ist und eine Maßeinheit für sie definiert werden kann, ist:
- Es gibt einen Referenzwert (eine Referenzbeobachtung), auf den sich der Ausgangspunkt der Skala (gewöhnlicherweise der Nullpunkt oder auch ein anderer definierter Punkt wie beispielsweise der Siedepunkt) beziehen kann.
- Es existiert eine eindeutige Vorgabe der Abstufung bzw. Unterteilung der Skala, mit der die beobachteten Werte definiert werden können.
Maßeinheiten werden immer dann definiert, wenn sich Größen skalieren lassen. Neben Maßeinheiten für physikalische Größen gibt es auch Maßeinheiten für nicht-physikalische Größen, z. B. wahrnehmungsbezogene Größen wie die Tonheit, Lautheit usw.
Eine Übersicht über physikalische Maßeinheiten findet sich unter Physikalische Größe.
Maßeinheiten werden zur Verdeutlichung oft auch für dimensionslose Größen verwendet (Hilfsmaßeinheiten), obwohl diese auch ohne Einheit als reine Zahlen darstellbar wären: z.B. Prozent für Wirkungsgrade, ppm (= Millionstel) für kleine Konzentrationen, Radiant oder Grad für Winkel.
Einheitensysteme
Oft fasst man heute Einheiten zu Einheitensystemen zusammen, in denen nur noch einige Basiseinheiten definiert werden müssen, und alle anderen Einheiten sich aus diesen ergeben.
Einheitenzeichen
Einheitenzeichen sind meistens lateinische Buchstaben oder Buchstabengruppen, die stellvertretend für die Einheitennamen verwendet werden, aber auch griechische Buchstaben oder sonstige Zeichen. Einheitenzeichen werden nicht kursiv gesetzt - auch dann nicht, wenn der umgebende Text kursiv ist.
Nicht für alle aktuell gebräuchlichen Einheiten sind Einheitenzeichen festgelegt; einige Einheiten haben mehrere gleichberechtigte Einheitenzeichen. Für alte Maßeinheiten waren auch Einheitenzeichen gebräuchlich, die keinem Alphabet angehören.
Geschichte
In früheren Zeiten wurden Maßeinheiten meistens über Referenzkörper (sogenannte „Maßverkörperungen“) definiert, die die entsprechende Eigenschaft hatten. Gut geeignet sind dazu Längenmaße, Volumen, Massen, die über Metallstäbe, Kugeln oder Hohlgefäße darstellbar sind. An repräsentativer Stelle befestigt, häufig in der Fassade des Rathauses eingemauert, ermöglichte es ein solches Maß jedem, seine eigenen Messgeräte zu kalibrieren. Im Einheitensystem SI ist das Kilogramm derzeit die einzige Maßeinheit, die auf diese Weise definiert ist. Maßeinheiten wurden früher sehr willkürlich und oft ohne Beziehung zueinander, aber nach praktischen Gesichtspunkten, wie Längenabmessungen am menschlichen Körper festgelegt.
Abstraktere Maßeinheiten hatten zu der Zeit im Alltag nur eine untergeordnete Bedeutung. Derartige Einheiten muss man über Messvorschriften definieren, die vergleichsweise einfach mit hoher Genauigkeit zu reproduzieren sind. Im fachlichen Bereich unterscheidet man jedoch zwischen „Definition“ und „Realisierungsvorschrift“; die geeigneten Realisierungsverfahren unterscheiden sich oft von dem in der Definition festgelegten Verfahren. Welches Verfahren geeignet ist, hängt von den Genauigkeits-Anforderungen ab. Beispielsweise kann für die „Darstellung“ einer Maßeinheit als nationales Normal viel höherer Aufwand betrieben werden als beim Eichen von Handelswaagen. Je nach Genauigkeitsanforderung können auch heute noch verkörperte Maße aktuell sein.
Siehe auch: Geschichte von Maßen und Gewichten
Beispiele
Im SI-Einheitensystem ist das Kilogramm definiert durch die Masse des Urkilogramms in Paris (auch Internationaler Prototyp genannt). Alle Massen werden als Vielfache dieser Masse angegeben, z. B. bedeutet die Angabe „5 kg“ soviel wie „5 mal so große Masse wie die Masse des Urkilogramms in Paris“. Durch Vergleichsmessungen mit nationalen Kopien des Urkilogramms hat man festgestellt, dass es mit der Zeit Masse zu verlieren scheint, was natürlich nicht im Sinne der Erfinder lag. Wissenschaftler in aller Welt suchen nun nach einer exakt reproduzierbaren Definition des Kilogramms, entweder durch Atomzählung oder Rückführung des Kilogramms auf Fundamentalkonstanten der Physik.
Die Geschwindigkeitseinheit Meter/Sekunde ist im SI eine von den Basiseinheiten Meter und Sekunde abgeleitete Einheit. Hingegen ist die Geschwindigkeitseinheit Mach nicht von anderen Einheiten abgeleitet und nicht in ein Einheitensystem eingebunden.
Weitere Beispiele von Einheiten, von denen einige veraltet sind:
Beispiele von alten Einheiten:
