Das Meter-Kilogramm-Sekunde-Einheitensystem ( MKS -System ) [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ist ein physikalisches Messsystem, das auf Meter, Kilogramm und Sekunde (MKS) als Basiseinheiten basiert . Entfernungen werden in Metern , Massen in Kilogramm und Zeiten in Sekunden angegeben. Abgeleitete Einheiten werden durch entsprechende Kombinationen definiert, beispielsweise die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde. Einige Einheiten haben eigene Namen, wie etwa die Newton- Einheit der Kraft, die als Kilogramm mal Meter pro Sekunde zum Quadrat definiert ist.
Das moderne Internationale Einheitensystem (SI, vom französischen Namen Système international d'unités ) wurde ursprünglich als Formalisierung des MKS-Systems geschaffen. Das SI wurde seither mehrmals neu definiert und basiert heute ausschließlich auf fundamentalen physikalischen Konstanten , entspricht aber für die meisten praktischen Zwecke immer noch weitgehend den ursprünglichen MKS-Einheiten.
Geschichte
Mitte des 19. Jahrhunderts forderten Wissenschaftler die Definition eines einheitlichen Einheitensystems . [ 4 ] Ein einheitliches Einheitensystem zeichnet sich dadurch aus, dass alle Einheiten direkt von einem Satz von Basiseinheiten abgeleitet werden, ohne dass Umrechnungsfaktoren benötigt werden. Die US-amerikanischen Einheiten sind ein Beispiel für ein nicht einheitliches Einheitensystem. [ 5 ] 1874 führte die British Association for the Advancement of Science (BAAS) das CGS-System ein , ein einheitliches System, das auf Zentimeter , Gramm und Sekunde basiert. Diese Einheiten erwiesen sich für elektromagnetische Anwendungen als unpraktisch, da die daraus abgeleiteten elektromagnetischen Einheiten nicht den üblicherweise verwendeten praktischen Einheiten wie Volt , Ampere und Ohm entsprachen . [ 4 ] [ 6 ] Nach der Meterkonvention von 1875 begannen die Arbeiten an internationalen Prototypen für das Kilogramm und den Meter, die 1889 von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) formell anerkannt wurden. Damit wurde das MKS-System formalisiert, indem Kilogramm und Meter als Basiseinheiten verwendet wurden. [ 7 ]
1901 schlug Giovanni Giorgi der Associazione elettrotecnica italiana (AEI) vor, das MKS-System um eine vierte Einheit aus den praktischen Einheiten des Elektromagnetismus , wie Volt, Ohm oder Ampere, zu erweitern, um ein kohärentes System mit praktischen Einheiten zu schaffen. [ 8 ] [ 6 ] Dieser Vorschlag wurde von dem Elektrotechniker George A. Campbell nachdrücklich unterstützt . [ 9 ] Sowohl das CGS- als auch das MKS-System fanden im 20. Jahrhundert weite Verbreitung, wobei das MKS-System vorwiegend in praktischen Bereichen wie Handel und Ingenieurwesen Anwendung fand. [ 4 ] Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) übernahm Giorgis Vorschlag 1935 als MKS-System von Giorgi, ohne jedoch die vierte Basiseinheit für die elektromagnetische Einheit festzulegen. [ 10 ] 1939 empfahl das Beratende Komitee für Elektrizität (CCE) die Annahme von Giorgis Vorschlag, das Ampere als vierte Basiseinheit zu verwenden. Dies wurde 1954 von der CGPM bestätigt.
Das RMKS- System ( rationalisiertes Meter-Kilogramm-Sekunde ) kombiniert MKS mit der Rationalisierung elektromagnetischer Gleichungen .
Das MKS-System mit dem Ampere als vierter Basiseinheit wird manchmal auch als MKSA-System bezeichnet . Dieses System wurde 1960 durch Hinzufügen von Kelvin und Candela als Basiseinheiten erweitert und bildete so das Internationale Einheitensystem (SI) . Das Mol wurde 1971 als siebte Basiseinheit hinzugefügt. [ 6 ] [ 7 ]
Abgeleitete Einheiten
Mechanische Einheiten
| Menge | Mengensymbol | Einheit | Einheitensymbol | MKS-Äquivalent |
|---|---|---|---|---|
| Frequenz | F | Hertz | Hz | s −1 |
| Gewalt | F | Newton | N | kg⋅m⋅s −2 |
| Druck | P | Pascal | Pa | kg⋅m −1 ⋅s −2 |
| Energie | E | Joule | J | kg⋅m 2 ⋅s −2 |
| Leistung | P | Watt | W | kg⋅m 2 ⋅s −3 |
Elektromagnetische Einheiten
| Menge | Mengensymbol | Einheit | Einheitensymbol | MKSA-Äquivalent |
|---|---|---|---|---|
| elektrische Ladung | Q | Coulomb | C | s⋅A |
| Stromspannung | U | Volt | V | kg⋅m 2 ⋅s −3 ⋅A −1 |
| elektrische Kapazität | C | Farad | F | kg −1 ⋅m −2 ⋅s 4 ⋅A 2 |
| elektrischer Widerstand | R | Ohm | Ω | kg⋅m 2 ⋅s −3 ⋅A −2 |
| elektrische Leitfähigkeit | G | Siemens | S | kg −1 ⋅m −2 ⋅s 3 ⋅A 2 |
| magnetischer Fluss | Φ B | Weber | Wb | kg⋅m 2 ⋅s −2 ⋅A −1 |
| magnetische Flussdichte | B | Tesla | T | kg⋅s −2 ⋅A −1 |
| elektrische Induktivität | L | Henry | H | kg⋅m 2 ⋅s −2 ⋅A −2 |
Siehe auch
- Zentimeter-Gramm-Sekunde-Einheitensystem (CGS)
- Fuß-Pfund-Sekunde-System (FPS)
- Liste der metrischen Einheiten
- Meter-Tonnen-Sekunde-System (MTS)
- Vakuumdurchlässigkeit § Einheitensysteme und historischer Ursprung des Wertes von μ 0
- Vakuumpermittivität § Rationalisierung der Einheiten
Referenzen
- ^ Ein Wörterbuch der Physik (6. Aufl.). Oxford University Press. 1. Januar 2009. doi : 10.1093/acref/9780199233991.001.0001 . ISBN 978-0-19-923399-1Die
- ^ Cammack, Richard; Atwood, Teresa; Campbell, Peter; Parish, Howard; Smith, Anthony; Vella, Frank; Stirling, John (Hrsg.). (1. Januar 2006). Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology (2. Aufl.). Oxford University Press. doi : 10.1093/acref/9780198529170.001.0001 . ISBN 978-0-19-852917-0Die
- ^ Fitzpatrick, Richard (2006-02-02). „mks units“ . Klassische Mechanik: Ein Einführungskurs . Universität von Texas in Austin . Abgerufen am 04.03.2024 .
- Rowlet , Russ ( 2. Mai 2018). „Einheiten: CGS und MKS“ . Universität von North Carolina in Chapel Hill . Abgerufen am 4. Mai 2021 .
- ^ „Was macht ein Einheitensystem kohärent?“ . Sizes, Inc. 2003 . Abgerufen am 4. Mai 2021 .
- ^ a b c „Kurze Geschichte des SI“ . National Institute of Standards and Technology. 12. Dezember 2017. Abgerufen am 4. Mai 2021 .
- ^ a b c d „Das Internationale Einheitensystem (SI)“ (PDF) . Internationales Büro für Maß und Gewicht. 2006. Archiviert vom Original (PDF) am 2. Dezember 2021. Abgerufen am 4. Mai 2021 .
- ^ Giovanni Giorgi (1901), „Unità Razionali de Elettromagnetismo“, in Atti dell‘ Associazione Elettrotecnica Italiana .
- Brainerd , John G. (1970). „Einige unbeantwortete Fragen“. Technology and Culture . 11 (4). JSTOR: 601–603 . doi : 10.2307 /3102695 . ISSN 0040-165X . JSTOR 3102695. S2CID 112215565 .
- ^ Arthur E. Kennelly (1935), „Einführung des absoluten Meter-Kilogramm-Masse-Sekunde (MKS)-Einheitensystems durch die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC), Brüssel, Juni 1935“, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , 21 (10): 579–583 , Bibcode : 1935PNAS...21..579K , doi : 10.1073/pnas.21.10.579 , PMC 1076662 , PMID 16577693