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Geschichte

Masseneinheit Kilogramm

Abb. 1 Wägesatz aus verschiedenen Massen

In früheren Zeiten gab es sehr viele verschiedene Masseneinheiten. Noch im 17. Jahrhundert waren nicht nur zwischen einzelnen Ländern, sondern oft auch innerhalb der italienischen Stadtrepubliken bzw. der deutschen Reichsstädte unterschiedliche Masseneinheiten üblich. Mit dem zunehmenden Handel über Stadt- und Ländergrenzen hinweg war es eine Notwendigkeit, dass man eine allgemein anerkannte Masseneinheit schuf.

Im 18. Jahrhundert (im Gefolge der französischen Revolution) vereinbarte man das sogenannte internationale metrische System. Als Kilogramm wurde zunächst die Masse von destilliertem Wasser mit dem Volumen \(1{,}0\,\rm{dm^3}\) (1 Liter) festgelegt.

Erste allgemeine Festlegung

NIST [Public domain], via Wikimedia Commons
Abb. 2 Kopie des Urkilogramms

Seit der 1.Generalkonferenz für Maß und Gewicht 1889 ist die Einheit der Masse wie folgt festgelegt:

Das Kilogramm ist die Einheit der Masse; es ist gleich der Masse des Internationalen Kilogrammprototyps.

Das Internationale Kilogrammprototyp ist ein Zylinder mit einer Höhe von \(39\,\rm{mm}\) und einem Durchmesser von ebenfalls \(39\,\rm{mm}\). Es besteht aus einer Legierung von 90% Platin und 10% Iridium (Pt-Ir) und hat eine Dichte von ca. \(21500\,\frac{{{\rm{kg}}}}{{{{\rm{m}}^{\rm{3}}}}}\). Es wird im Internationalen Büro für Maß und Gewicht (BIPM) in Sevres bei Paris aufbewahrt. Die nationalen Kilogrammprototypen der Staaten der Meterkonvention werden durch Kopien aus gleichem Material dargestellt

Wenn du Interesse an historischen Waagen und Massesätzen hast, so gehe zur Seite: http://www.amuseum.de/physik/alwami/alwamikilo.htm

Neue Festlegung im Jahr 2019

Seit 2019 ist keine SI-Einheit mehr von einer veränderlichen Größe oder einem veränderlichen Objekt abhängig sondern wird auf physikalische Konstanten zurückgeführt, die auf feste Werte festgelegt werden.

Das Kilogramm, Symbol \(\rm{kg}\), ist nun definiert durch den festen Zahlenwert für die PLANCK-Konstante \(h\) von \(6{,}626\,070\,15 \cdot {10^{ - 34}}\) ausgedrückt in der Einheit \(\frac{{{\rm{kg\,m^2}}}}{\rm{s}}\), wobei der Meter und die Sekunde durch die Konstanten \(c\) und \(\Delta {\nu _{{\rm{Cs}}}}\) definiert sind. Mit dieser Definition ergibt sich\[1\,{\rm{kg}} = \frac{h}{{6{,}626\,070\,15 \cdot {{10}^{-34}}}}\,\frac{{\rm{s}}}{{{{\rm{m}}^2}}}\]bzw.\[1\,{\rm{kg}} = \frac{{{{\left( {{\rm{299\,792\,458}}} \right)}^2}}}{{6{,}626\,070\,15 \cdot {{10}^{ - 34}} \cdot {\rm{9\,192\,631\,770}}}} \cdot \frac{{h \cdot \Delta {\nu _{{\rm{Cs}}}}}}{{{c^2}}}\]bzw.\[1\,{\rm{kg}}\approx 1{,}475\,521\,4 \cdot {10}^{40} \cdot \frac{{h \cdot \Delta {\nu _{{\rm{Cs}}}}}}{{{c^2}}}\]