Heim

Metrisches Einheitensystem

Das Metrische Einheitensystem, auch kurz Metrisches System genannt, ist ein auf dem Meter basierendes Einheitensystem. Mit seiner Hilfe wollte man die verwirrende Vielfalt unterschiedlichster Längenmaße und Gewichte überwinden. Dieses Ziel wurde auch auf nahezu der ganzen Welt erreicht, abgesehen von einigen Staaten wie zum Beispiel den USA, in denen noch immer das Angloamerikanische Maßsystem vorherrscht.

In der Physik verwendete man zunächst das CGS-System, ein Maßsystem mit den Basiseinheiten Zentimeter, Gramm und Sekunde. Später (1889) wurde das MKS-System eingeführt, ein Maßsystem mit den Basiseinheiten Meter, Kilogramm und Sekunde, welches seit 1960 als Internationales Einheitensystem (Système International d’Unités) gebräuchlich ist.

Inhaltsverzeichnis

Notwendigkeit

Die internationale Vereinheitlichung des Einheitensystems verhindert Missverständnisse im Umgang mit Größen und Einheiten und macht Größenwerte unmittelbar exakt vergleichbar. Bedeutend ist dies sowohl für Wissenschaft und Technik als auch für Industrie und Handel und wirkt sich somit positiv auf die Gesellschaft aus.

Sowohl für den internationalen als auch den heimischen wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Austausch ist ein einheitliches und in sich geschlossenes, also konsistentes Einheitensystem von großem Nutzen, zum Beispiel, um fehlerträchtige Umrechnungen und Missverständnisse durch mehrdeutige Angaben zu vermeiden. So existierten auf dem Gebiet des späteren Deutschen Reiches bis 1870 noch etwa 300 unterschiedliche Flächenmaße. Auch Einheiten gleichen Namens waren bzw. sind unterschiedlich. Beispielsweise ist die deutsche Pferdestärke (PS) nicht gleich der britischen horsepower (HP), und für eine Meile existierten über Jahrhunderte hinweg unterschiedliche Definitionen in den verschiedenen Anwendungsbereichen und Regionen. Für die Temperaturmessung wurden verschiedene Skalen genutzt.

Geschichte

Siehe auch: Geschichte von Maßen und Gewichten, Abschnitt: Das metrische System

In China und Teilen Indiens gab es Dezimalmaßsysteme schon im Altertum. Vorschläge, ein rein dezimales Maßsystem zu schaffen, gab es im Europa der Neuzeit schon seit etwa Ende des 16. Jahrhunderts. Doch bevorzugte man bis Ende des 18. Jahrhunderts, die auf hochzusammengesetzte Zahl hinorientierten alten Maßsysteme. Diese waren aber weder international noch Stellenwertsysteme. Die moderne Ökonomie und Verwaltung ließ beides aber zur Effizienzsteigerung als wünschenswert erachten. Deshalb führte man im revolutionären Frankreich unter der bürgerlichen Terrorherrschaft das dezimalmetrische System am 1. August 1793 im Nationalkonvent auch ein.

Im 19. Jahrhundert wurden z. B. im Rheinbund nur Vorbereitungen zur Einführung des französischen Dezimalsystems unternommen, etwa durch Dezimalisierung des jeweiligen lokalen bzw. eines runden z. B. 30 cm Fußmaßes. Erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts setzte sich das dezimalmetrische System allmählich auch international durch. So wurde am 20. Mai 1875 in Paris die Meterkonvention unterzeichnet, ein diplomatischer Vertrag unter den 17 führenden Industrienationen, die sich darin auf einheitliche Normale für die wichtigsten Größen einigten. Ohne diese Maßnahme wäre die weitere Entwicklung der industrialisierten Welt vielleicht unmöglich gewesen, weil national unterschiedliche Einheiten den internationalen Handel sowie wissenschaftlichen und technischen Austausch enorm erschwert hätten. Die Meterkonvention ist weiterhin gültig und ist Grundlage des Internationalen Einheitensystems (SI). Mit der Pflege des in der Meterkonvention festgelegten Standards wurde die internationale Organisation „Bureau International des Poids et Mesures“ (BIPM) beauftragt.

1874 wurde in Großbritannien das kohärente CGS-System mit drei Basiseinheiten, abgeleiteten Einheiten und den Präfixen micro bis mega festgelegt. Da sich die bisherigen Einheiten als zu kompliziert erwiesen hatten, wurden 1880 für die Gebiete der Elektrizität und des Magnetismus zusätzlich „praktische Einheiten“ eingeführt, darunter Ohm, Volt und Ampere.

Auf der ersten CGPM 1889 wurden Meter, Kilogramm und Sekunde als internationale Basiseinheiten festgelegt (MKS-System). Die neue Prototype für den Meter und das Kilogramm wurden genehmigt und an die Mitgliedstaaten verteilt. Dabei ersetzte der sogenannte Internationale Meterprototyp den Urmeter von 1799. Das Urkilogramm (auch Internationaler Kilogrammprototyp) ist weiterhin gültig. Beide werden in einem Tresor des BIPM in Sèvres bei Paris aufbewahrt.

Der Internationale Elektrische Kongress führte 1893 in Chicago „international“ genannte Einheiten für Spannung und Widerstand ein. Die Internationale Konferenz 1908 in London bestätigte die „internationalen“ Einheiten Volt und Ohm.

1946 kam das Ampere schließlich als weitere Basiseinheit hinzu (MKSA-System), und 1954 folgten Kelvin und Candela. 1971 wurde als vorerst letzte Basiseinheit das Mol beschlossen. Die folgende Übersicht zeigt Beispiele dafür, durch welche Definitionen die heutigen SI-Basiseinheiten in der Vergangenheit festgelegt wurden:

Größenwert Frühere Definitionen durch die CGPM
1 m 1791/1795/1799, Französisches Parlament: Der Meter wird als der 10-millionste Teil des Erdquadranten auf dem Meridian von Paris festgelegt – also auf den zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Pol zum Äquator
1960: Länge, welche 1 650 763,73 Wellenlängen derjenigen Strahlung im Vakuum gleicht, die dem Übergang zwischen den Niveaus 2p10 und 5d5 des Krypton-86-Atoms entspricht.
seit 1983: Strecke, die das Licht im Vakuum in einer Zeit von 1 / 299 792 458 Sekunden zurücklegt.
1 s früher: 1/(86 400)ter Teil des mittleren Sonnentages;
1960: 1/(31 556 925.9747)ter Teil des tropischen Jahres für den 0. Januar 1900 (= 31. Dezember 1899), 12 Uhr Ephemeridenzeit.
heute: Das 9 192 631 770-fache der Periodendauer des Übergangs zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids 133Cs entsprechenden Strahlung.
1 K 1954: [T] = 1 °K (Grad Kelvin, Grad Absolut)
1968: [T] = 1 K (Kelvin) ist der 273,16te Teil der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunktes des Wassers.
1 cd 1946/48: Lichtstärke senkrecht zu einer 1/6 Quadratzentimeter großen Oberfläche eines schwarzen Körpers bei der Temperatur gefrierenden Platins bei einem Druck von 101 325 Newton pro Quadratmeter.

Einführung des metrischen Systems

Die Einführung des metrischen Systems begann in Frankreich. 1799 wurde das Meter in Paris gesetzlich eingeführt. Die Einführung wurde zeitweise auch wieder rückgängig gemacht. Die radikale Umstellung der Uhrzeiten und des Kalenders auf ein Dezimalsystem setzte sich jedoch nicht durch (u. a. sollte eine Woche aus zehn Tagen bestehen).

Im 19. Jahrhundert wurde das metrische System in den meisten europäischen Staaten eingeführt: in den Niederlanden, Belgien und Luxemburg 1820, in der Schweiz ab 1835, in Spanien in den 1850ern, in Italien 1861, in Deutschland 1870 (am 1. Januar 1872 gesetzlich eingeführt), in Österreich 1871 und schließlich 1907 in Dänemark. Als letztes europäisches Land befindet sich das Vereinigte Königreich in der Umstellung, in Irland wurde sie am 20. Januar 2005 mit der Umstellung der Straßenschilder abgeschlossen. Im englischsprachigen Raum wird die Einführung als „Metrication“ oder „Metrification“ bezeichnet.[1]

Heute wird das metrische System in fast allen Ländern verwendet. Nur die USA sowie Myanmar und Liberia haben es noch nicht verbindlich eingeführt, wobei es jedoch in der Praxis von den beiden letztgenannten genutzt wird.[2]

Widerstand gegen die Einführung, meist aus traditionellen oder ästhetischen Gründen, gab oder gibt es im Wesentlichen nur in den USA, dem Vereinigten Königreich, Kanada und Japan. Relikte alter Systeme finden sich in vielen Ländern, z. T. in Form umdefinierter („metrifizierter“) Einheiten (z. B. Pfund zu 500 g) und teilweise durch den Einfluss der US-Wirtschaft (Zoll, z. B. bei Bildschirmgrößenangaben). Allerdings verlangen US-Bundesbehörden in der Regel die Verwendung des metrischen Systems bei Auftragsvergaben (wenn z. B. bei Ausschreibungen technische Unterlagen eingereicht werden müssen).

Siehe auch

Quellen

  1. Metrication – Artikel zur „Metrisierung“, in der englisch-sprachigen Wikipedia
  2. The World Factbook, Central Intelligence Agency, Appendix G. https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/appendix/appendix-g.html