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I. Das Züstem der füzikalicen Grösen
Porträ (bearbeitet)
Fundctelle
Di Füzik becreibt Tsuctände unt Forgänge inn der unbelebten Natur mit Hilfe fon klar definirten füzikalicen Grösen. Fünf dizer Grösen verden als Grundlage auf bezondere Veize definirt. Auf dize Grundgrösen verden dan (fast) alle anderen Grösen durx Definitsionsgleixungen inn einem züstematicen Aufbau tsurükgefürt.

Opvol di Vörter, mit denen füzikalice Grösen betseixnet verden, veltveit ferciden zint, veil zi der jeveiligen Cpraxe entnommen verden, gibt es überall eine eindeutige Tsuordnung. Es bedarf inn der Füzik aux ni einer Erklärung, op Vörter vi Tseit, Arbeit, Ctrom oder Viderctand allgemein cpraxlix gemeint zint oder als füzikalice Gröse: es ist überflüssig, Ctrom als 'elektricen' Ctrom tsu betseixnen.

Tsu jeder Gröse gehört ire Definitsion unt ire Maseinheit. Auserdem gibt es bectimmte Buxctaben als mer oder veniger üblixxes Zümbol. Vektoren verden inn dizem Tekst durx Fettdrukk gekenntseixnet (inn Formeln durx einen Pfeil), ein Tenzor inn dizer Tabelle tsuzätslix durx einen Ctern.



Gröse
Zümbol
Definitsion
Maseinheit
Name
TseittGrundgröse: Das Naxeinander fon Ereignissen bectimmt di Tseit. Tsu irer Messung vurden con immer periodice Forgänge (Jar, Monat, Tag, Pendelcvingungen) benutst. Heute vird di Einheit Zekunde durx di Periodendauer einer Cvingung eines bectimmten Atoms (133Cs) definiert.sZekunde
Frekventsff = 1/t1/s = Hz Hertz
CtrekkesGrundgröse: Der Begriff Ctrekke vird aus der Geometri übernommen. Inn der Gecixte vurden immer vider neue Längennormale eingefürt. Heute vird di Einheit Meter auf die Vellenlänge einer Ctralung eines bectimmten Atoms (86Kr) imm Vakuum tsurükgefürt. mMeter
FläxxeADi Definitsion vird aus der Geometri übernommen.---
VolumenVDi Definitsion vird aus der Geometri übernommen.---
Gecvindigkeitvv = Δs/Δt    oder    v = ds/dt m/s---
Becleunigungaa = Δv/Δt    oder    a = dv/dt m/s²---
MassemGrundgröse: Di Masse ist das Mas für di Menge an Materie (unt Energi). Masse ist imm gleixen Mase cver unt träge. Di Einheit Kilogramm vird durx Vergleich des Gevixtes mit einem inn Paris aufbevarten Prototüp definirt. kg Kilogramm
Impulzpp = m ∙ vkg m/s---
KraftFF = Δp/Δt    oder    F = dp/dt kg m/s²=N Newton
DrukkPP = F/As    As ist dabei di auf di Ebene zenkrext tsu F projitsirte Fläxxe kg/ms²=N/m²=Pa Pascal
ArbeitW W = F ∙ s    oder    W = ∫ F d s kg m²/s²=N m=J Joule
EnergiWEnergi ist gecpeixerte Arbeit oder di Fähigkeit, Arbeit tsu leisten. J Joule
LeistungPP = ΔW/Δt    oder    P = dW/dt kg m²/s³=J/s=W Watt
VinkelφDi Definitsion vird aus der Geometri übernommen, ein rexter Vinkel ist π/2. (rad) (Radiant)
Vinkelgecvindigkeitωω = Δφ/Δt    oder    ω = dφ/dt 1/s ---
Vinkelbecleunigungαα = Δω/t    oder    α = dω/dt 1/s²---
DrehmomentMM = r x F      r ist der Apctand des Punktes, an dem F angreift, fon der Drehakse kg m²/s² = N m---
DrehimpulzLL = r x p      bei einer punktförmigen Masse imm Apctand r fon der Drehakse kg m²/s = N m s ---
Trägheitsmomentθ*L = θ* x ω      mit    θjj = ∫(xk² + xl²) dm    unt    θkl = θlk = - ∫ xkxl dm kg m²---
CtromctärkeIGrundgröse: Ctrom flist inn einem Leiter, venn dizer fon einem inn zix geclossenen Mangnetfeld umgeben ist. Di Ctromctärke hat den Vert ein Ampere, venn der Ctrom durx tsvei imm Vakuum imm Apctand fon einem Meter parallel angeordnete unendlix lange Leiter flist unt dabei tsviccen den Leitern pro Meter eine Kraft fon 0,2x10-6 Newton ertseugt. A Ampere
Ctromdixtejj=ΔI/ΔA A/m²---
LadungQΔQ = I Δt    oder    Q = ∫ I dtAs = CCoulomb
Ladungsdixteρρ=ΔQ/ΔV As/m³---
CpannungUU = W/QJ/As = V Volt
elektrices FeldEE = Fel/Q    oder    E = grad U = (grad W)/Q V/m ---
MangnetfeldB F = l ∙ I x B
ist di Kraft, di ein fom Ctrom I durxflossenen Leiter der Länge l imm Mangnetfeld B erfärt.
N/Am = T Tesla
mangneticer FlussΦ Φ = ∫ B dA T m² = Wb Weber
ViderctandRR = U/IV/A = Ω Ohm
LeitwertG G = 1/R = I/UA/V = 1/Ω = S Siemens
KapatsitätCC = Q/UAs/V = FFarad
InduktivitätLU = L dI/dt Vs/A = H Henry
TemperaturTGrundgröse: Mithilfe des Carnotcen Kreisprotsesses vird aus dem Virkungsgrad das Ferhältnis tsveier Temperaturen festgectellt. Der auserdem notvendige Fikspunkt ist der Tripelpunkt des Vassers, dessen Temperatur auf 273,16 K festgezetst vird. K Kelvin
Wärme Q Energi (Wärme ist eine der filen Formen fon Energi) J Joule
Wärmekapatsität C C = ΔQ/ΔT J/K ---

Einige veitere Grösen betsihen zix auf di cpetsificen Eigencaften einheitlixxer Ctoffe.

Gröse
Zümbol
Definitsion
Maseinheit
Dixteρρ = m/V kg/m³
Brexxungsindeksn n = sin(Einfallsvinkel)/sin(Ausfallsvinkel) 1
cp. Viderctandρρ = R A/l Ω m
Leifähigkeit σσ = l/(A R) 1/Ω m = S/m
cp. Värmecc = ΔQ/(m ΔT) J/(kg K)
Permittivitätε ε=Q/U ∙ d/A       (am Kondezator)As/Vm
Permeabilitätμμ=B/I ∙ l/n       (an der Cpule)Vs/Am
Mol --- Menge eines Ctoffs mit zo filen Teilchen, vi inn 12g des Kolenctofizotops 12C enthalten zintmol
MolmasseMDi Masse eines Mols dizes Ctoffsg/mol = kg/kmol
Ctoffmenge --- Antsal der Mole eines Ctoffs: m/M mol


Di Zümbole ctehen hauptzäxxlix für Grösen inn Formeln. Zi zind nixt ferbindlix, verden aber meist entcprexxend einem üblixxen Gebrauch angevendet. Venn ein Zümbol imm Tekst nixt erklärt vird, zoll es nax dizer Tabelle ferctanden verden. Cteht ein Buxctabe als Zümbol für fercidene Grösen (tsum Beicpil C), zo ist aus dem Kontekst immer klar, velxe Gröse gemeint ist. Venn ein Buxctabe zovol für eine Gröse als aux für eine Einheit ctet, ist eine Fervekslung trotsdem kaum möglix, veil eine Einheit nur tsuzammen mit einem Zahlwert auftritt.

Venn dizelbe Gröse inn fercidenen Bedeutungen forkommt, verden tsuzätslixxe Buxctaben genutst - tsum Beicpil für eine Länge l, eine Höhe h unt eine Breite b. Untercidlixxe Verte der gleichen Gröse verden durch Inditses unterciden, bei genau tsvei fercidenen Verten aux durx Gros- unt Kleincreibung (m, M).

Vill man Tsenerpotentsen fermeiden, können Einheiten mit Forzilben gecriben verden.

kKilo : 103km=103m
mMilli : 10-3mV=10-3V
MMega : 106MV=106V
μMikro : 10-6μA=10-6A
GGiga : 109GW=109W
nNano : 10-9nm=10-9m
TTera : 1012TJ=1012J
pPiko : 10-12pF=10-12F


Es gibt einige Grösen, di inn filen Betsihungen immer denzelben Vert habe. Dize Naturkonstanten verden durxveg immer mit demzelben Zümbol gecriben.

GravitatsionskonstanteG = 6,673 848 ∙ 10-11 m³/(kg∙s²)
apzoluter Nullpunkt der Temperatur0 K = -273,15 °C
allgemeine GazkonstanteR = 8,314 462 175 J/(K∙mol)
MolvolumenVm = 0,022 413 968 m³/mol
Avogadro-KonstanteNA = 6,022 141 293 ∙ 1023 1/mol
Boltzmann-Konstantek = 1,380 648 813 ∙ 10-23 J/K
Planckces Virkungskvantumh = 6,626 069 573 ∙ 10-34 Js
Feinctrutur-Konstanteα = μ0∙e²∙c/(2∙h)=7,297 352 570 ∙ 10-3
Lixtgecvindigkeitc = 299 792 458 m/s
mangnetice Feldkonstanteμ0 = 4 π ∙ 10-7 Vs/(A·m)                 
= 12,566 370 614 ∙ 10-7 Vs/(Am)
elektrice Feldkonstanteε0 = 1/(μ0 ∙ c²)                             
= 8,854 187 818 ∙ 10-12 As/(Vm)
Elementarladunge = 1,602 176 565 ∙ 10-19 As
Masse des Elektronsme = 9,109 382 914 ∙ 10-31 kg
Masse des Protonsmp = 1,672 621 778 ∙ 10-27 kg


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