Sekunde
SI-Basiseinheit · Größe: Zeit
01 · Definition
Jahrtausendelang zählte die Erdrotation die Sekunde ab. 1967 wurde sie vom Planeten losgebunden und an das Cäsiumatom gebunden — die Erde hatte sich als zu ungenaue Uhr erwiesen.
Eine Sekunde ist 9 192 631 770 Perioden der Strahlung, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms entspricht. Die Zahl wirkt willkürlich, wurde aber so gewählt, dass die neue Sekunde mit der alten, astronomischen auf die damalige Genauigkeit übereinstimmte. Die Erde hat sich seither verlangsamt: Der Tag ist ein paar Millisekunden länger als 86 400 Sekunden, und die Differenz wird durch das Einfügen einer Schaltsekunde ausgeglichen.
Unterhalb der Sekunde laufen die SI-Präfixe: ms, µs, ns, ps. Oberhalb — das babylonische Erbe: Minute, Stunde, Tag. Kilosekunden kommen im Leben nicht vor, obwohl sie formal zulässig sind.
02 · Umrechnung
Geben Sie ein Intervall ein — der Pass rechnet um
Die Zeit ist die einzige Größe, bei der das SI mit dem Sexagesimalsystem zusammenlebt: Minuten und Stunden gehören nicht zum SI, sind aber gleichberechtigt neben der Sekunde zugelassen. Das Jahr in der Tabelle ist das julianische, 365,25 Tage: Es steht hinter dem Lichtjahr.
Minute, Stunde und Tag sind per Definition exakte Vielfache der Sekunde: 60, 3600, 86 400. Ein Kalendertag kann jedoch 86 401 Sekunden enthalten: Eine Schaltsekunde wird eingefügt, wenn die Abweichung von der Erdrotation 0,9 s erreicht.
| Einheit | Name | Wert | Wo sie vorkommt |
|---|---|---|---|
| ns | Nanosekunde | 9·10¹⁰ | Prozessortakt, Netzwerklatenz, GPS |
| µs | Mikrosekunde | 9·10⁷ | Messungen in der Elektronik, Ansprechzeiten |
| ms | Millisekunde | 90 000 | menschliche Reaktion, Videobilder, Ping |
| s | Sekunde | 90 | die Basisschreibweise der Zeit im SI |
| min | Minute | 1,5 | außerhalb des SI, zugelassen: Fahrpläne, Sport |
| h | Stunde | 0,025 | außerhalb des SI, zugelassen: Arbeit, Tarife |
| d | Tag | 0,001042 | außerhalb des SI, zugelassen: Kalender, Fristen |
| Wo. | Woche | 1,488·10⁻⁴ | Alltag und Planung, außerhalb des SI |
| a | Jahr (julianisch) | 2,852·10⁻⁶ | 365,25 Tage — das Jahr des Lichtjahres |
1 min = 60 s · 1 h = 3600 s · 1 d = 86 400 s — exakte Vielfache per Definition
03 · Größenordnungen
von der Yoktosekunde bis zum Alter des UniversumsSekunde: ein Herzschlag
04 · Messinstrumente
Womit Sekunden abgezählt werden
Das Primärnormal: Eine Wolke gekühlter Atome wird nach oben geworfen und zweimal mit Mikrowellen durchleuchtet. Instabilität 10⁻¹⁶.
Ein Strontium- oder Ytterbium-Ion im Lasergitter. Genauigkeit 10⁻¹⁸ — die Kandidaten für eine neue Definition der Sekunde.
Eine Quarz-Stimmgabel mit 2¹⁵ Hertz: Fünfzehnmaliges Halbieren ergibt genau eine Sekunde. Uhren, Telefone, Zähler.
Jeder Satellit trägt Atomuhren; der Empfänger holt sich die Zeit gratis vom Himmel. Nanosekunden — die ganze Navigation ruht auf ihnen.
05 · Schreibregeln
Das Symbol ist klein: s, nicht «Sek» und nicht «Sek.»
Die Sekunde ist nicht nach einer Person benannt, daher ist das Symbol klein und ohne Punkt. «Sek» und «msec» stammen aus der Schreibmaschinenära; im SI heißt es s und ms. Minuten und Stunden schreibt man min und h, die Tageszeit mit Doppelpunkt: 14:05, nicht 14 h 05 min.
06 · Benachbarte Einheiten
Die Sekunde steht im Nenner der halben SI: Das Hertz ist eine inverse Sekunde, das Becquerel ein Zerfall pro Sekunde, Meter pro Sekunde ist Geschwindigkeit. Verstellt man die Sekunde, geraten alle drei ins Rutschen.
Auch der Meter ist aus der Sekunde gewachsen: Seit 1983 ist er über die Lichtgeschwindigkeit und die Sekunde definiert — die Genauigkeit der Länge kann also die der Zeit nie übertreffen.
07 · Historische Abteilung
Was die Sekunde vor dem Atom war
Ein Bruchteil des mittleren Sonnentags. Die Erde verlangsamt sich ungleichmäßig, daher «schwamm» diese Sekunde langsam.
Ein Bruchteil des tropischen Jahres 1900,0: Die Zeit wurde an den Umlauf der Erde um die Sonne gebunden, nicht an den Tag.
Ein Bruchteil des Sterntags — der Erdrotation relativ zu den Sternen. Kürzer als die gewöhnliche um 0,27 %.
Die Sexagesimalreihe endete nicht bei der Sekunde: Nach dem «zweiten kleinen Teil» kam der dritte, 1/60 der Sekunde.
Die Sekunde ist die genaueste Einheit im SI, und die übrigen hängen von ihr ab
Das Kilogramm wird auf 10⁻⁸ realisiert, der Meter auf 10⁻¹¹, die Sekunde aber bis 10⁻¹⁶ in der Cäsium-Fontäne und bis 10⁻¹⁸ in optischen Uhren. Deshalb sind die Definitionen von Meter, Candela, Ampere und Volt auf der Sekunde aufgebaut: Sie setzt die Genauigkeitsdecke für das ganze System. Solche Uhren würden sich über das Alter des Universums um weniger als eine Sekunde irren — und genau darum wird bereits die nächste Neudefinition diskutiert, nicht mehr auf Cäsium.
Katalog · Internationales Einheitensystem
Ein Pass für jede Größe
Sieben Basiseinheiten, zweiundzwanzig abgeleitete mit eigenen Namen und ein Archiv außer Gebrauch geratener Systeme. Jede ist ein eigenes Blatt: Definition, Dimension, Umrechnung, Instrumente, Schreibregeln. In 36 Sprachen.
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in Terrakotta — jene, deren Definition die Sekunde enthältHistorische Systeme
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36 Sprachen. Das Symbol s und die Formeln werden nicht übersetzt — sie sind in jeder Sprachversion identisch; übersetzt werden Beschreibung, Beispiele und die Schreibregeln der jeweiligen Schrift.