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Neue Messmethode: Abschied vom Ur-Kilo
Sven Hoppe/ DPA

Das Ur-Kilogramm in Paris verlor auf rätselhafte Weise Gewicht, deshalb suchten Forscher jahrelang nach einer Alternative. Nun gilt eine neue Definition.

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TS_Alien 21.05.2019, 18:52
30.

Zitat von clkr
Nimmt man die Vakuumlichtgeschwindigkeit c als Beispiel, sieht man das sofort. Sie hat die Einheit m/sec. Entweder kennen Sie eine Methode, den Meter und die Sekunde zu bestimmen, dann können Sie mit einer einzigen Messung c bestimmen als den Quotienten der Anzahl der m, die ein Lichtblitz in 1 sec zurücklegt. Und daran kommen auch künftige Forscher nicht vorbei. Oder Sie kennen die Dauer einer Sekunde und die Lichtgeschwindigkeit genau, dann können Sie den m bestimmen. Was, wie Sie imho richtig ausführen der heutigen meßtechnischen Realität entspricht. Man braucht stets mehrere unabhängige Methoden, um entweder Nauturkonstanten zu bestimmen oder Meßnormale zu kalibrieren. Und nun verknüpft man eben die Masseeinheit über die Wattwage mit dem Planckschen Wirkungsquantum, weil das bereits genauer bestimmt ist, indem man zuvor die Zahl der Atome in einer monokristallinen monoisotopischen Si-Kugel, die am genauesten zu fertigende Struktur, so genau wie möglich an das alte Ur-kg angenähert hatte. Und jetzt muß man nur noch aufpassen, ob die Watt-Waage dieser Kugel immer dieselbe Masse bescheinigt. Und das Urkilo aus Pt-Ir hat man deswegen verwendet, weil man seinerzeit dachte, daß das stabiler sei als ein 1 dm³-Aquarium mit destilliertem Wasser von 4°C drin (Da hat man sich übrigens auch verhauen, weswegen der Liter ein paar Promillebruchteile kleiner als 1 dm³ ist, weil man die Dichte des Wassers bei 760 torr und 4 °C auf 1 g/l festgesetzt hat).
Es ist sinnvoller, das Meter als Einheit zu definieren als die Lichtgeschwindigkeit als Konstante festzulegen. Da c auch aus my0 und epsilon0 berechnet werden kann, und diese beiden Konstanten nur mit wenigen Nachkommastellen bekannt sind, kann man durchaus noch Entwicklungen bei der Genauigkeit der Messung der Lichtgeschwindigkeit erwarten. Da vertraue ich auf die Fähigkeiten der nächsten Generationen.

Mir widerstrebt es, eine Naturkonstante per Definition festzulegen. Solange sich die Wissenschaftler an eine eindeutige Definition des Meters halten, braucht man das auch nicht. Man könnte z.B. das Meter als Vielfaches einer bestimmten Wellenlänge festlegen.

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TS_Alien 21.05.2019, 19:01
31.

Zitat von StefanXX
Das ist aber die mit Abstand beste Methode die wir haben. Die neue Definition ist auch in Anbetracht dessen dessen, dass die Naturkonstanten nicht beliebig genau bekannt sind, immer noch um Größenordnungen genauer und zuverlässiger als die jetzige Variante mit dem Ur-Kilo. Sie meinen ernsthaft ein "Abschätzen" von eventuellen Masseverlusten des Ur-Kilos sei genauer als eine Definition über Naturkonstanten, die man mit 10 hoch -20/30/40 Genauigkeit kennt? Meine Herren ...
Welche Naturkonstante kennen Sie mit einer solchen Genaugkeit?

Das Urkilo ist nur ein Beispiel. Auch hier hätte man andere Möglichkeiten.

Einfacher sieht man das bei der Lichtgeschwindigkeit und dem Meter. Man muss das Meter nicht über die Lichtgeschwindigkeit definieren. Man kann es auch über bestimmte Wellenlängen definieren.

Nur weil wir (!) keine bisher bessere Methode haben, sollten gerade wir (!) keine Fakten für die zukünftigen Forscher schaffen. Was wäre denn, wenn früher jemand gesagt hätte, dass c gleich 300000 km pro Sekunde ist und die Definition des Meters entsprechend angepasst hätte? Ich finde das vermessen.

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Layer_8 21.05.2019, 19:43
32. c-hbar-G

Zitat von TS_Alien
Welche Naturkonstante kennen Sie mit einer solchen Genaugkeit? Das Urkilo ist nur ein Beispiel. Auch hier hätte man andere Möglichkeiten. Einfacher sieht man das bei der Lichtgeschwindigkeit und dem Meter. Man muss das Meter nicht über die Lichtgeschwindigkeit definieren. Man kann es auch über bestimmte Wellenlängen definieren. Nur weil wir (!) keine bisher bessere Methode haben, sollten gerade wir (!) keine Fakten für die zukünftigen Forscher schaffen. Was wäre denn, wenn früher jemand gesagt hätte, dass c gleich 300000 km pro Sekunde ist und die Definition des Meters entsprechend angepasst hätte? Ich finde das vermessen.
"Was wäre denn, wenn früher jemand gesagt hätte, dass c gleich 300000 km pro Sekunde ist und die Definition des Meters entsprechend angepasst hätte?"

Idealer noch c=hbar=G=1 wie in der theoretischen Physik, man muss nur umdenken bei gleicher Logik...
Wer befiehlt denn, dass man unbedingt Länge, Masse, Zeit als Basisgrößen nehmen soll? Da bieten sich naturgegebene Konstanten, deren "absoluten" Zahlenwerte subjektiv sind, doch besser an.

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clkr 21.05.2019, 23:34
33. In der Kalibrier- und Messtechnik....

Zitat von TS_Alien
Es ist sinnvoller, das Meter als Einheit zu definieren als die Lichtgeschwindigkeit als Konstante festzulegen. Da c auch aus my0 und epsilon0 berechnet werden kann, und diese beiden Konstanten nur mit wenigen Nachkommastellen bekannt sind, kann man durchaus noch Entwicklungen bei der Genauigkeit der Messung der Lichtgeschwindigkeit erwarten. Da vertraue ich auf die Fähigkeiten der nächsten Generationen. Mir widerstrebt es, eine Naturkonstante per Definition festzulegen. Solange sich die Wissenschaftler an eine eindeutige Definition des Meters halten, braucht man das auch nicht. Man könnte z.B. das Meter als Vielfaches einer bestimmten Wellenlänge festlegen.
...sind die Paradigmen eher "stabil", "reproduzierbar" usw. als "sinnvoll", wenn das nicht nur ein Synonym für "zweckmäßig" ist. Persönliche Idiosynkrasien sind eher deplaçiert (was nicht heißt, daßs sie nicht auch zusammen mit gehörigen Portionen Nationalchauvinismus eine Rolle gespielt hätten. Die Franzosen hatten eine geniale Idee für die Weltzeit, die diese ganze Hickhack um Sommer- und Standardzeit heute ein wenig eingeengt hätte, aber da bei den metrischen Gründungskonferenzen die Briten die Oberhand hatten, blieb es bei der GMT-Basis).

1 m als das x-fache der Wellenlänge eines bestimmten elektronischen Überganges bei Laseremission ist ja sowieso die heutige Umschreibung, weil man herausgefunden hat, daß es mit dem 40-Millionstel des Erdumfanges am Äquator nicht ganz hinhaut.
Aber nicht, weil mal jemand mit dem Maßband einmal rundherum gelaufen und -schwommen ist, sondern weil man einen Ur-Meter fabriziert hat, der mit den besten verfügbaren Methoden auf ein Pt-Ir-Profil geritzt worden war, wie allgemein bekannt sein dürfte.

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Senf-o-Mat 22.05.2019, 10:55
34. Anschaulich, aber nicht exakt genug

Zitat von suchenwi
Ich hatte bisher immer die Faustregel: 1 kg ist die Masse von 1 l Wasser. Zumindest anschaulich.
So war es ursprünglich auch mal, doch ganz so einfach ist es bei der in der Wissenschaft heute geforderten Genauigkeit nicht. Wasser besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff, vin denen unterschiedlich schwere Isotope in unterschiedlicher Zusammensetzung existieren. Außerdem verdunstet Wasser schnell, ein paar Mikrogramm fehlen schon kurz nachdem man nur den Behälter öffnet. Mit einem nichtflüchtigen und isotopenreinen Material wie Silizium fährt man da besser.

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Layer_8 22.05.2019, 11:55
35.

Zitat von Layer_8
"Was wäre denn, wenn früher jemand gesagt hätte, dass c gleich 300000 km pro Sekunde ist und die Definition des Meters entsprechend angepasst hätte?" Idealer noch c=hbar=G=1 wie in der theoretischen Physik, man muss nur umdenken bei gleicher Logik... Wer befiehlt denn, dass man unbedingt Länge, Masse, Zeit als Basisgrößen nehmen soll? Da bieten sich naturgegebene Konstanten, deren "absoluten" Zahlenwerte subjektiv sind, doch besser an.
"Was wäre denn, wenn früher jemand gesagt hätte, dass c gleich 300000 km pro Sekunde ist und die Definition des Meters entsprechend angepasst hätte?"

Nachtrag: Und genauso hat man das damals mit dem Urmeter gemacht. Man definierte den Äquatorumfang der Erde als genau 40000 km (4 Quadranten mit jeweiliger Seitenlänge 10000 km) und hat den Meter entsprechend runterskaliert und einen entsprechenden Platin/Iridiumstab produziert.

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istnurmeinemeinung 24.05.2019, 16:29
36.

Zitat von TS_Alien
Es ist sinnvoller, das Meter als Einheit zu definieren als die Lichtgeschwindigkeit als Konstante festzulegen. Da c auch aus my0 und epsilon0 berechnet werden kann, und diese beiden Konstanten nur mit wenigen Nachkommastellen bekannt sind, kann man durchaus noch Entwicklungen bei der Genauigkeit der Messung der Lichtgeschwindigkeit erwarten. Da vertraue ich auf die Fähigkeiten der nächsten Generationen. Mir widerstrebt es, eine Naturkonstante per Definition festzulegen. Solange sich die Wissenschaftler an eine eindeutige Definition des Meters halten, braucht man das auch nicht. Man könnte z.B. das Meter als Vielfaches einer bestimmten Wellenlänge festlegen.
Dies war früher der Fall, über zwei Jahrzehnte nach der Neudefinition über die Lichtgeschwindigkeit hat mein Physiklehrer mir immer noch die Definition über die Wellenlänge des Phasenübergangs eines Isotops erklärt.

Aber ich vermute, die Wissenschaftler, welche die Neudefinition über die Lichtgeschwindigkeit vorgenommen haben, sahen einen größeren Vorteil in der Anpassung des Meters als in der Lichtgeschwindigkeit. Jetzt ändert sich diese Naturkonstante nicht mehr in den Berechnungen, sie bleibt Konstant. Nur der Meter ist nun keine echte Konstante mehr, sondern wird durch bessere Messverfahren von c angepasst.

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gerd0210 28.05.2019, 12:02
37.

Zitat von istnurmeinemeinung
Dies war früher der Fall, über zwei Jahrzehnte nach der Neudefinition über die Lichtgeschwindigkeit hat mein Physiklehrer mir immer noch die Definition über die Wellenlänge des Phasenübergangs eines Isotops erklärt. Aber ich vermute, die Wissenschaftler, welche die Neudefinition über die Lichtgeschwindigkeit vorgenommen haben, sahen einen größeren Vorteil in der Anpassung des Meters als in der Lichtgeschwindigkeit. Jetzt ändert sich diese Naturkonstante nicht mehr in den Berechnungen, sie bleibt Konstant. Nur der Meter ist nun keine echte Konstante mehr, sondern wird durch bessere Messverfahren von c angepasst.
Die Engländer messen die Lichtgeschwindigkeit in yard pro Sekunde. Delta s ist keine Konstante.

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