|
|
| Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
Hallo zusammen,
Ich stelle noch einmal hier eine kleine historische Zusammenstellung der offiziell anerkannten Experimente zur Messung der Lichtgeschwindigkeit und stelle diese zwei Fragen:
1. Warum wurde die Maßeinheit „Meter“ 1983 neudefiniert?
2. Warum wurde bei dieser Neudefinition der "alte" Meter verkürzt?
Hat jemand eine nachvollziehbare Erklärung dafür?
Ich kann nämlich keine erkennen…
Meßversuche:
1600 - kein Ergebnis (Galileo Galilei, Stoppuhr)
1676 - 214.000 km/s Ole Römer, astronomische Beobachtungen
1728 - 295.000 km/s James Bradley, astronomische Beobachtungen
1849 - 315.300 km/s Louis Fizeau,
1862 - 298.000 km/s Foucault
1878 - 300.140 km/s Michelson
1879 - 299.910 km/s Michelson
1881 - 299.810 km/s Newcomb
1882 - 299.860 km/s Newcomb
1882 - 299.853 km/s Michelson
1885 - 299.860 km/s Newcomb
1902 - 299.901 km/s Henri Perrotin
1927 - 299.796 km/s Michelson,
1924 - 299.802 km/s Michelson
1926 - 299.798 km/s Michelson
1932 - 299.774 km/s Pease/Pearson
1956 – 299.792,7 km/s Wadley
1956 – 299.791,9 km/s Rank
1956 – 299.792,4 km/s Edge
1956 – 299.792,2 km/s Edge
1957 – 299.792,6 km/s Wadley
1958 – 299.792,5 km/s Froome
1960 – 299.792,6 km/s Kolibayev
1966 – 299.792,44 km/s Karolus
1967 – 299.792,56 km/s Simkin
1967 – 299.792,50 km/s Grosse
1972 – 299.792.462 m/s Bay,Luther,White
1972 – 299.792.460 m/s NBS (Boulder)
1973 – 299.792.457,4 m/s Evenson et. al.
1973 – 299.792.458 m/s NRC, NBS
1974 – 299.792.459 m/s Blaney
1978 – 299.792.458,8 m/s Woods
1979 – 299.792.458,1 m/s Baird
1983 – 299.792.458,6 m/s NBS
Administrative Festlegung der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit:
1983: 17. Generalversammlung für Masse und Gewicht: 299.792.458 m/s
Festlegung der absoluten konstanten Lichtgeschwindigkeit und neue Definition der Maßeinheit "Meter" (kürzer als der vorherige Urmeter). Nach der neuen Eichung des Meters nach der Lichtgeschwindigkeit können keine neuen Versuche stattfinden.
Liebe Grüße
Jocelyne Lopez
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Jocelyne Lopez am 12.01.2006 10:05.
|
|
12.01.2006 09:57 |
|
Joachim
User gesperrt!
Dabei seit: 05.01.2006
Beiträge: 139
 |
|
| Re: Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
Verkürzt hat man den Meter einfach der Bequemlichkeit wegen. Man hat sich auf eine ganze Zahl einigen wollen, da blieb nur um 0,6/299.792.458 verkürzen oder um 0,4/299.792.458 verlängern. Da beide Zahlen winzig sind, hat man es wohl nicht so wichtig genommen und einfach die Nachkommastellen abgeschnitten.
Ich möchte aber deiner Aussage, neue Versuche könnten nicht stattfinden, widersprechen. Es ist keineswegs unmöglich die Geschwindigkeit des Lichts zu messen. Man muss in dem Fall einfach einen Massstab nehmen, der während der Messung hinreichend konstant ist und misst die Lichtgeschwindigkeit dann in Massstäben pro Sekunde.
Es ist wirklich wichtig zwischen einer Grösse und der realisierung der Einheit zu unterscheiden. Die Gröse "Länge" ist nicht über die Lichtgeschwindigkeit definiert. Nur die internationale Einheit der Länge, der Meter, ist nach Konvention mit der Geschwindigkeit von Licht im Vakuum und der Resonanzfrequenz eines bestimmten Cäsium-Isotops verknüpft.
Im Quantenforum hat mal jemand provokativ gefragt, was denn passierte, wenn sich die Lichtgeschwindigkeit über nacht änderte. Würden sich dann alle Physiker wundern, dass alle Längen über Nacht "gewachsen" sind? Natürlich nicht. Nur der erste, der sein Meterstandard nach der internationalen Norm kalibrieren wollte, würde sich wundern.
Um ein Gerücht vorzubeugen: Wir Physiker benutzen zur Längenmessung (wie jede andere auch) Lineale, Massbänder und Zollstöcke. Also Längennormale. Nur geeicht werden diese an der Lichtgeschwindigkeit.
(Natürlich kann man manchmal die Entfernung indirekt über Licht- oder Schalllaufzeiten messen, aber das ist eher die Ausnahme.)
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Joachim am 12.01.2006 10:24.
|
|
12.01.2006 10:24 |
|
|
|
| Re: Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
Hallo Joachim,
| Zitat: |
Joachim schrieb am 12.01.2006 09:24 Uhr:
Verkürzt hat man den Meter einfach der Bequemlichkeit wegen. Man hat sich auf eine ganze Zahl einigen wollen, da blieb nur um 0,6/299.792.458 verkürzen oder um 0,4/299.792.458 verlängern. Da beide Zahlen winzig sind, hat man es wohl nicht so wichtig genommen und einfach die Nachkommastellen abgeschnitten. |
Bequemlichkeit??!! Ich bitte Dich, Joachim...
Wenn schon die Wissenschaftler auf alle Kanäle jeden Tag laut posaunen, dass ihnen Messungen mit Nanogenauigkeit und so ungefähr 50 Stellen hinter dem Komma gelungen seien, verstehe ich ehrlich gesagt solche „Bequemlichkeit“ bei der grundsätzlichen Festsetzung einer Maßeinheit nicht, sorry.
Übrigens hat man mir schon eine andere Erklärung für diese Verkürzung gegeben, und zwar in meinem Thread „Die Lichtgeschwindigkeit messen?“ im Physikforum von wissenschaft-online.de:
| Zitat: |
Ludwig Huber hat bei wissenschaft-online.de am 06.08.2003 geschrieben:
https://www.wissenschaft-online.de/artikel/621811
[…]
Die Lichtgeschwindigkeit kann man natürlich nicht absolut exakt messen. Allerdings geht es ziemlich präzise, wobei natürlich keine menschlichen Augen und keine einfachen Glühlampen verwendet werden. Eine hochpräzise Messung kostet richtig viel Geld und verwendet nur hochwertige Materialien.
Nach dem Experiment können wir den Fehler für die Lichtgeschwindigkeit ausrechnen. Und jetzt kommt der Trick: Weil wir wissen, dass die Lichtgeschwindigkeit von nichts abhängt, also immer konstant ist, egal wie wir messen (bedeutet: exakter Wert), schieben wir den Fehler einfach auf die Längenmessung, quasi den Abstand A nach B.
Warum geht das? Einfach weil wir ja gar nicht wissen wie lang ein Meter genau ist. Früher war der Meter definiert als 1/40000000 des Erdumfanges. Das war reichlich ungenau. Heute ist ein Meter definiert als ein Bruchteil der Strecke die das Licht in einer Sekunde zurückgelegt hat. Das ist wesentlich genauer.
[…]
und
https://www.wissenschaft-online.de/artikel/621817
[…]
Der Trick ist eigentlich gar kein Trick, sondern eher Definitionssache.
Wenn ich weis
1. Die Lichtgeschwindigkeit ist exakt, weil es keinen Grund gibt was anderes anzunehmen
2. Meine Länge AB ist sowieso nicht genau, weil die Längeneinheit Meter schon ungenau ist
Dann muss ich das Maß für einen Meter eben so hinbiegen bis es passt.
Der Meter ist somit definiert über die Lichtgeschwindigkeit.
Man macht das weil die Lichtgeschwindigkeit eben schön konstant ist. Im Gegensatz zum Erdumfang. |
Dass diese „Hinbiegung“ der Länge der alten Maßeinheit „Meter“ 1983 stattgefunden hat wurde mir allerdings auch von einem Gymnasiallehrer in einem Forum bestätigt, mit dem Hinweis, dass die Wissenschaftler aller Disziplinen darüber nicht glücklich seien, weil sie diese Verkürzung umrechnen müssen, wenn sie feine Längemessungen aller Art vor und nach 1983 vergleichen wollen...
LG
Jocelyne Lopez
|
|
12.01.2006 10:48 |
|
Joachim
User gesperrt!
Dabei seit: 05.01.2006
Beiträge: 139
 |
|
| Re: Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
| Zitat: |
Jocelyne Lopez schrieb am 12.01.2006 09:48 Uhr:
Wenn schon die Wissenschaftler auf alle Kanäle jeden Tag laut posaunen, dass ihnen Messungen mit Nanogenauigkeit und so ungefähr 50 Stellen hinter dem Komma gelungen seien, verstehe ich ehrlich gesagt solche „Bequemlichkeit“ bei der grundsätzlichen Festsetzung einer Maßeinheit nicht, sorry.  |
Welchen Grund vermutest du?
Ich habe mal gehört, dass gerade dieser Genauigkeits-Wahn einiger Physiker Anlass war, die LG festzulegen. Eine Zeit lang gab es wohl jede Woche einen neuen Wert für die LG und das ist auch nicht das Wahre. Aber ich habe es nur gehört, vielleicht ist es Unsinn.
Übrigens wurde der Meter ja schon 1960 an die Wellenlänge eines Krypton-Lasers und damit indirekt an die Lichtgeschwindigkeit gekoppelt. Die ganzen Messungen waren also nur immer genauere Messungen der Wellenlänge des Kryptonlasers und seiner Frequenz.
| Zitat: |
Dass diese „Hinbiegung“ der Länge der alten Maßeinheit „Meter“ 1983 stattgefunden hat wurde mir allerdings auch von einem Gymnasiallehrer in einem Forum bestätigt, mit dem Hinweis, dass die Wissenschaftler aller Disziplinen darüber nicht glücklich seien, weil sie diese Verkürzung umrechnen müssen, wenn sie feine Längemessungen aller Art vor und nach 1983 vergleichen wollen...  |
Das ist allerdings ärgerlich. Aber mal ehrlich: Wie viele Menschen gibt es wohl, die mit solch genauen Längen zu tun haben und diese dann auch noch mit historischen Ergebnissen vergleichen wollen?
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Joachim am 12.01.2006 11:05.
|
|
12.01.2006 11:04 |
|
Joachim
User gesperrt!
Dabei seit: 05.01.2006
Beiträge: 139
 |
|
|
12.01.2006 12:03 |
|
|
|
| Re: Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
Hallo Joachim,
| Zitat: |
Joachim schrieb am 12.01.2006 11:03 Uhr:
Volle Zustimmung!
Das Problem ist nur die internationale Vergleichbarkeit. Wenn wir nur einen Massstab hätten, das Urmeter in Paris. Dann wäre dies die Definition. Nur mussten damals (vor 1960) die Normungsinstitute der Mitgliedsländer des SI Regelmässig ihren Massstab nach Paris bringen und dort mit dem Urmeter vergleichen. Stellte sich eine Diskrepanz heraus, dann war der (oder das) Urmeter in Paris stets korrekt. Der Meter schrumpfte und wuchs mit dem Urmeter in Paris.
Heute schrumpft und wächst der Urmeter mit der Lichtgeschwindigkeit (LG). Sollte sich also die LG ändern, so ändert sich unser internationaler Massstab, sonst nichts.
Aber kein Metronom muss heute mehr nach Paris reisen, um seinen Massstab zu kalibrieren: Bequemlichkeit. |
Ich meine, dieses vorgeschobene Argument „Bequemlichkeit“ ist wieder ein Vorwand, um Denkfehler und Zirkelschlüsse zu vertuschen.
Wie Du es selber betont hast, wird die überwiegende Anzahl der Längemessungen weiterhin mit Hilfe eines festen materiellen Gegenstandes vorgenommen, die auch kalibriert werden müssen. Ich glaube, die älteren Urmeter in Paris (Holzbalken, Platinstäbe) wurden jetzt durch einen neuartigen Urmeter aus Platin ersetzt, in X-Form, wobei der Abstand zwischen den X-Zweigen eben der neue (verkürzte) Meter darstellen soll. Wenn dieser neue X-Urmeter auch in Paris steht (oder woanders, ist egal) müssen auch die Kopien dort angefertigt oder kalibriert werden, oder? Wie läuft denn das? Und wo wäre dann der Gewinn an „Bequemlichkeit“ bei der Reproduktion des Urmeters?
Und die wenigen Techniker, die direkt mit der Lichtgeschwindigkeit messen bestimmen dadurch implizit selber jeweils ihre eigene Länge des Meters. Dabei kann man 100% davon ausgehen, dass keiner dieselbe Länge verwendet, da zum Beispiel die Lichtgeschwindigkeit in der Atmosphäre nicht konstant ist. Aber es ist empirisch irrelevant, das merkt keiner und das spielt sowieso für solche Anwendungen keine Rolle. Aber in der Tat ist es dann für diese Techniker bequemer mit LG zu messen als mit festen Instrumenten.
LG
Jocelyne Lopez
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Jocelyne Lopez am 12.01.2006 12:37.
|
|
12.01.2006 12:35 |
|
Joachim
User gesperrt!
Dabei seit: 05.01.2006
Beiträge: 139
 |
|
| Re: Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
Hallo Jocelyne,
Ja, ich sehe das Problem der Selbsttäuschung. Manchmal liest man in Diskussionen von Befürwortern der Reletivitätstheorie, die Lichtgeschwindigkeit sei absolut bekannt, sie sei ja schliesslich definiert. Das ist natürlich im besten Fall Selbsttäuschung, im schlimmeren Fall bewusste Irreführung des Gesprächspartners. Andererseits liest man Beiträge von Kritikern, die behaupten man könne die Lichtgeschwindigkeit nicht messen, sie sei schliesslich definiert. Auch das ist besten Falls Selbsttäuschung.
Ich kann mir aber nicht vorstellen, dass das ein Grund für oder gegen die Einführung der Definition war. Der Grund war einfach, dass man glaubte (und bis heute glaubt), dass die Lichtgeschwindigkeit überall auf der Erde gleich ist. Damit bietet diese Definition der SI-Einheit "Meter" eine Möglichkeit jederzeit und überall die Massstäbe zu eichen, ohne nach Paris reisen zu müssen. Und wenn man die Länge mit Hilfe der Lichtlaufzeit misst, braucht man nur eine Eichung der Uhr durchzuführen.
| Zitat: |
Dabei kann man 100% davon ausgehen, dass keiner dieselbe Länge verwendet, da zum Beispiel die Lichtgeschwindigkeit in der Atmosphäre nicht konstant ist. |
Das kann man versuchen zu korrigieren, der Brechungsindex der Luft ist ja in etwa bekannt. Aber selbst wenn man es nicht korrigiert: Auch als der Urmeter noch die Definition war, konnte man sich nie sicher sein, ob der eigene Sekundärstandard noch dem Strandard in Paris entsprach. Die messtechnischen Probleme waren eher grösser als kleiner.
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Joachim am 12.01.2006 13:42.
|
|
12.01.2006 13:40 |
|
|
|
| Re: Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
Hallo Joachim,
| Zitat: |
Joachim schrieb am 12.01.2006 12:40 Uhr:
Ich kann mir aber nicht vorstellen, dass das ein Grund für oder gegen die Einführung der Definition war. |
Die Einführung einer Definition für eine Maßeinheit, was ja ein grober Denkfehler ist und bleibt, haben wie gesagt französische Wissenschaftler bei der Festsetzung der Längeeinheit „Meter“ während der französischen Revolution wohl "verbrochen". Und wie Ekkehard Friebe es schon von Max Jammer zitiert hat:
„Was eigentlich Physik ist, kann nur historisch verstanden werden“.
oder auch von Eugen Roth:
„Die Wissenschaft, sie ist und bleibt, was einer ab vom andern schreibt“
| Zitat: |
Joachim schrieb am 12.01.2006 12:40 Uhr:
Damit bietet diese Definition der SI-Einheit "Meter" eine Möglichkeit jederzeit und überall die Massstäbe zu eichen, ohne nach Paris reisen zu müssen. Und wenn man die Länge mit Hilfe der Lichtlaufzeit misst, braucht man nur eine Eichung der Uhr durchzuführen.
[...]
Das kann man versuchen zu korrigieren, der Brechungsindex der Luft ist ja in etwa bekannt. Aber selbst wenn man es nicht korrigiert: Auch als der Urmeter noch die Definition war, konnte man sich nie sicher sein, ob der eigene Sekundärstandard noch dem Strandard in Paris entsprach. Die messtechnischen Probleme waren eher grösser als kleiner. |
Ich meine, das ist gehüpft wie gesprungen, oder?
LG
Jocelyne Lopez
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Jocelyne Lopez am 12.01.2006 16:01.
|
|
12.01.2006 15:52 |
|
Joachim
User gesperrt!
Dabei seit: 05.01.2006
Beiträge: 139
 |
|
|
12.01.2006 16:14 |
|
|
|
| Re: Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
Hallo Joachim,
| Zitat: |
Joachim schrieb am 12.01.2006 15:14 Uhr:
| Zitat: |
Jocelyne Lopez schrieb am 12.01.2006 14:52 Uhr:
Die Einführung einer Definition für eine Maßeinheit, was ja ein grober Denkfehler ist und bleibt, haben ... |
Hmm, ich habe es immer eher als gute Idee als als Denkfehler gesehen. Ich gebe zu, dass es ein paar Denkfallen gibt, aber die Vorteile (nämlich dass der Standard jederzeit und überall reproduziert werden kann) überwiegen meines Erachtens.
|
Die Einführung einer Definition für eine Maßeinheit ist eine Schnapsidee… Der Erste, der darauf gekommen ist, darf eine Runde spendieren.
Außerdem misst man nicht mit einer „immateriellen Definition“, sondern mit „materiellen Gegenständen“, und das Problem der Eichung und Kalibrierung dieser materiellen Gegenstände zum Maßstab und untereinander bleibt sowieso prinzipiell bestehen, ob es Intrumente zur Längemessung sind oder aber Uhren.
Der Brechungsindex der Luft zum Beispiel kann man zwar theoretisch, mathematisch und idealisiert berechnen, aber wie es auf jeder beliebigen Baustelle mit dem Brechungsindex der Luft aussieht weiß nur der Kuckuck, und bestimmt nicht der Vermessungstechniker.
LG
Jocelyne Lopez
|
|
12.01.2006 16:43 |
|
|
|
| Re: Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
| Zitat: |
Jocelyne Lopez schrieb am 12.01.2006 15:43 Uhr:
Die Einführung einer Definition für eine Maßeinheit ist eine Schnapsidee… Der Erste, der darauf gekommen ist, darf eine Runde spendieren.
Außerdem misst man nicht mit einer „immateriellen Definition“, sondern mit „materiellen Gegenständen“, und das Problem der Eichung und Kalibrierung dieser materiellen Gegenstände zum Maßstab und untereinander bleibt sowieso prinzipiell bestehen, ob es Intrumente zur Längemessung sind oder aber Uhren.
Der Brechungsindex der Luft zum Beispiel kann man zwar theoretisch, mathematisch und idealisiert berechnen, aber wie es auf jeder beliebigen Baustelle mit dem Brechungsindex der Luft aussieht weiß nur der Kuckuck, und bestimmt nicht der Vermessungstechniker.  |
Ein Meter ist das 1/40.000.000 des Erdumfangs...
Das wurde wohl damals von den Wissenschaftlern mit Licht und Schatten errechnet.
Und so misst man auch heute noch, mit der Lichtgeschwindigkeit, und unsere Häuser stehen gerade :
Liebe Grüße
Jocelyne Lopez
Dieser Beitrag wurde schon 1 mal editiert, zum letzten mal von Jocelyne Lopez am 20.04.2009 10:13.
|
|
14.01.2006 11:21 |
|
Wicht
User gesperrt!
   
Dabei seit: 04.01.2006
Beiträge: 94
 |
|
| Re: Warum wurde die Maßeinheit Meter neudefiniert? |
 |
| Zitat: |
Jocelyne Lopez schrieb am 14.01.2006 10:21 Uhr:
| Zitat: |
Jocelyne Lopez schrieb am 12.01.2006 15:43 Uhr:
Die Einführung einer Definition für eine Maßeinheit ist eine Schnapsidee… Der Erste, der darauf gekommen ist, darf eine Runde spendieren.
Außerdem misst man nicht mit einer „immateriellen Definition“, sondern mit „materiellen Gegenständen“, und das Problem der Eichung und Kalibrierung dieser materiellen Gegenstände zum Maßstab und untereinander bleibt sowieso prinzipiell bestehen, ob es Intrumente zur Längemessung sind oder aber Uhren.
Der Brechungsindex der Luft zum Beispiel kann man zwar theoretisch, mathematisch und idealisiert berechnen, aber wie es auf jeder beliebigen Baustelle mit dem Brechungsindex der Luft aussieht weiß nur der Kuckuck, und bestimmt nicht der Vermessungstechniker.  |
Ein Meter ist das 1/40.000.000 des Erdumfangs...
Das wurde wohl damals von den Wissenschaftlern mit Licht und Schatten errechnet.
Und so misst man auch heute noch, mit der Lichtgeschwindigkeit, und unsere Häuser stehen gerade :

Copyright © 2006 - Norbert Fenske http://photografically.de/
Liebe Grüße
Jocelyne Lopez
|
Messen ist nichts anderes als Vergleichen. Insofern ist es egal, wie oft man einen Maßstab neu definiert.
|
|
14.01.2006 11:40 |
|
Wicht
User gesperrt!
   
Dabei seit: 04.01.2006
Beiträge: 94
 |
|
|
15.01.2006 00:15 |
|
Wicht
User gesperrt!
   
Dabei seit: 04.01.2006
Beiträge: 94
 |
|
|
15.01.2006 10:25 |
|
Conni
User gesperrt!
   
Dabei seit: 01.01.2006
Beiträge: 99
 |
|
|
15.01.2006 13:11 |
|
|
|
|
|
|
|
|