Messen

Was ist Messen?

Messen bedeutet, einen Vergleich zu einem Normativ herzustellen.

Schon frühzeitig bestand bei den Menschen der Bedarf, Dinge und Ereignisse quantitativ zu beschreiben. Dabei waren die ersten Messungen sicher Zählungen (ein Mammut, drei Enten, 10 Beeren, 3 Sonnen, 5 Monde, …). Spätestens bei den ersten Formen des Handels war es nötig, die zu tauschenden Waren zu vergleichen.

Dabei waren die ersten quantitativen Messungen sicher die Messungen der Längen und der Massen. Diese wurde zunächst mit körperlichen Möglichkeiten verglichen.

Schritt, Fuß, Daumenbreite, Handspanne, Elle, … Das Problem – alle diese Größen waren individuelle Körpereigenschaften und somit nicht beliebig reproduzierbar.  

5 Zoll
4 Fuß
Ursprünglich bezog sich die Elle auf die Länge des Knochens. Es gibt aber auch Ellen, die bis zu den Fingerspitzen definiert sind.

Massen

Für Messungen der Masse wurden zunächst Steine verwendet. So ein Stein konnte in einem Dorf oder bei einem Stamm einheitlich sein. Spätestens, wenn der Handel auf andere Dörfern oder Stämmen ausgeweitet werden sollte, dann war das Normativ nicht mehr eindeutig. Hier entwickelten sich Einheiten wie das Grain, das der Masse eines Korns entsprach.

Die Normierung

Ähnlich verhielt es sich beim Messen von Rauminhalten bzw. Volumina. Ein hohler Baumstamm, ein Tontopf oder ähnliches war stets sehr individuell und war für andere Stämme nicht eindeutig reproduzierbar.

Daher wurde es notwendig, einheitliche Maße zu finden. Da die Menschen vor einigen 100 Jahren weit weniger mobil waren als wir heute, erfolgten die ersten Normierungen von Längen und Massen sehr regional. 

Urmeter und Urkilogramm

Erst im Jahre 1791, nach der Französischen Revolution, wurden von der verfassungsgebenden Versammlung in Paris einheitliche Normen für die Masse (Urkilogramm) und die Länge (Urmeter) festgelegt. Diese Normen wurden in den folgenden Jahrzehnten von immer mehr Ländern übernommen. Urkilogramm und Urmeter liegen heute im Büro für internationale Maße und Gewichte im Schößchen von Serve, im Süden von Paris. 

Heute sind Urmeter und Urkilogramm neu definiert, wobei sich aber an der ursprünglichen Größe nichts geändert hat. Hier ein Link zur PTB in Braunschweig. 

⇒ zur Entwicklung der:

  • Längenmessung
  • Messung der Masse
  • Volumenmessung
  • Messung der Temperatur

Beim Messen von Größen unterscheiden wir zwischen der

  • direkten Messung
  • indirekten Messung

Jede Messung, mit Ausnahme der Zählung, ist mit einem Fehler behaftet.

In einem Raum befinden sich 25 Personen. Bei der Zählung dieser 25 Personen kann ich mich verzählen, ich habe aber auch die realistische Chance, richtig zu zählen.

Anders verhält es sich bei allen Messungen, die nicht auf Zählungen basieren. Am einfachsten ist das an einer Längenmessung zu erkennen.

Durchmesser einer 5 ct und einer 10 € Münze:

Mit dem Bandmaß kann ich den Durchmesser der Münze messen. Es bleibt aber eine Unsicherheit von ca. ± 2 mm. Genauer kann ich mit dem Bandmaß nicht messen. Etwas genauer kann ich schon mit dem Geodreieck (± 1 mm) messen. Mit dem Messschieber gelingt die Messung auf 0,1 mm genau. Mit der Feinmessschraube können wir auf  0,01 mm, also 10 µm genau messen. →Anzeigewert (Abb.): 21,25 mm

Mit einem Michelson Interferometer könnten wir noch genauer messen, aber auch hier wäre die Grenze der Genauigkeit auf ca. 200 nm beschränkt. Und auch diese Messung wäre wieder mit einem Fehler behaftet. 

Normgröße 5 cent:

  • Masse m = 3,92 g
  • Durchmesse d = 21,25 mm
  • Dicke (Höhe) h = 1,67 mm
  • Material: Eisen mit Kupfer Mantel