Welt der Naturwissenschaften

Eine Sammlung von Essays als schneller Zugang zu den Naturwissenschaften für Selbstdenker und andere Minderheiten.

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WAS IST EIN KILOGRAMM?

Was ist ein Kilogramm? Die Frage mag auf den ersten Blick erstaunen. Wir kaufen seit Jahrzehnten Brot und Obst in Kilogramm, und nach den Weihnachtsfeiertagen lesen wir erschrocken auf der Badezimmerwaage unsere Körpermasse - natürlich in Kilogramm. Die Frage ist trotzdem berechtigt, denn die Wissenschaft möchte endlich ganz genau wissen, was ein Kilogramm ist.

Blicken wir zurück in die Geschichte: Links neben dem Westportal des Wiener Stefansdoms sind in die Mauer des Portalvorbaus zwei eiserne Maßstäbe eingelassen, deren kürzerer als Normalmaß der alten Wiener Tuch-Elle, der längere als Normalmaß der Leinen-Elle gedeutet wird. Der längere Stab, der ungefähr 77,5 cm misst, stellt wahrscheinlich die klassische "Wiener Elle" dar. Wer im Spätmittelalter in Wien Handel betrieb, musste zum Stefansdom gehen, die Wiener Elle kopieren und diesen Maßstab verwenden. In anderen Städten wurden andere Maßeinheiten verwendet, was den großräumigen Handel natürlich erschwerte. Ein entsprechendes Durcheinander gab es auch bei Volums- und Gewichtseinheiten.

Inzwischen ist Ordnung eingekehrt. Mit Ausnahme der USA verwenden alle Länder das internationale Einheitensystem „Système International d'unités“ (SI). Die Länge wird in Metern gemessen, die Zeit in Sekunden, die Masse in Kilogramm und das Gewicht in Newton. (Wer sich an den Physikunterricht erinnert, der weiß, dass Masse und Gewicht zwei verschiedene Kategorien sind). Wer aber vor 100 Jahren wissen wollte, was ein Meter oder Kilogramm ist, musste immer noch Maß nehmen. Der „Urmeterstab“ und das „Urkilogrammstück“ aus einer wertvollen Legierung der Edelmetalle Platin und Iridium werden bis heute in einem Vorort von Paris aufbewahrt, Kopien befinden sich in mehreren Hauptstädten, darunter auch in Wien. Diese mittelalterliche Methode des Maßnehmens genügt heute im Atomzeitalter nicht mehr. Heute definiert man Maßeinheiten über verschiedene Naturkonstante. Demnach ist ein Meter die Strecke, die das Licht im Vakuum in einem bestimmten Bruchteil einer Sekunde zurücklegt. Die Sekunde ist das genau definierte Vielfache der Schwingungsdauer einer Lichtstrahlung, die ein Caesiumatom aussendet.

Das Kilogramm hat sich bisher allen modernen Bestimmungsversuchen widersetzt. Es ist die einzige der physikalischen Basiseinheiten, die noch über einen Prototyp, das erwähnte Urkilogramm, definiert ist. Nun wird in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig versucht, das Kilogramm durch eine genaue Zählung von Atomen in einem Siliziumkristall exakt zu beschreiben. Sollte dies gelingen, dann wäre das internationale Einheitensystem so gut wie abgeschlossen.

Magdeburger Halbkugeln
Das Nichts
Pascal und der Druck
Die Schwerkraft
Das neue Kilogramm

© 2003 Rudolf Öller, Bregenz

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