Messen und Rechnen in der Physik [antikvár]

VORWOKT ZahlenmáBige Ergebnisse von Messungen und theoretischen Berechnungen dienen der Aufstelluiig, Prttfung oder Anwendung physikaliseher GesetzmáBigkeiten. Hierzu müssen die Naturgesetze in einer Form dargestellt werden, die quantitative Vergleiche von MeBwerten und Rechenresultaten gestattet. Man bedient sich der formelmáBigen Beschreibung durch Gleichungen, in denen die Buehstabensymbole entweder in allgemeiner ,,maBunabhángiger'1 Darstellung der Zusammenkánge, phjrsikalische Gfgöpen oder, für den Einzelfall zahlenmáBiger Resultate aus Messung und Rechnung, Zahlenwerte reprásentieren. Die physikalischen Gleichungen hangén als GröBengleichungen von den für die beschreibenden GröBen getroffenen Definitionen und als Zahlenwertgleichungen darüber hinaus von den für die Messung oder Berechnung der Zahlenwerte zugrunde gelegten Einheiten ab. GröBeneinführung und Einheitenfestlegung bestiramen die Darstellung von physikalischen Zusammenhangen sowie die Auswertung experimentell oder theoretisch gewormener Daten. Für die Entsclieidung über die jeweils für GröBe oder Einlieit zu wahlende Definition ist nicht die Fragestellung „richtig oder falsch", sondern die Alternative „zweckmáBig oder unzweckmáBig" bestimmend: GröBeneinführung und Einheitenfestlegung unterliegen weitgehend der Konvention. Man könnte unbefangen vermuten, daB über die Grundlagen der qualitativen und quantitativen Behandlung von Physik und Technik langst Einvernehmen erzielt sei, d.h. daB sich für die beschreibenden GröBen und die zur Messung benutzten Einheiten allgemein anerkannte und angewandte Definitionen oder Festsetzungen herausgebildet habén. Ein Blick in die Praxis sowie in die Hand- oder Lehrbücher, Zeitschriften und sonstigen Publikationen zeigt, daB solche Vermutungen sich nicht bestátigen: GröBeneinführung und Einheitenfestlegung und damit die Darstellung der Ergebnisse oder Zusammenhánge physikalischen Messens und Rechnens weisen eine oft weit divergierende Verschiedenheit auf. Verstándlich wird diese Saehlage, wenn man daran denkt, daB hier nur Vereinbarungen nach ZweckmaBigkeit, d. h. nach Gesichtspunkten möglich sind, die sowolil für die GröBen als auch für die Einheiten je nach deni Entwicklungsstand des darzustellenden physikalischen Teilgebietes, nach den zugehörigen MeBmethoden, nach der Einstellung der einzelnen Autoren zur Begriffsbildung und in vieler anderer Hinsicht sehr unterschiedlich sein können. Einige Hinweise mögen die Situation beleucliten. Schon das so háufig benutzte Wort ,,Dimension" wird in verschiedener Bedeutung angewandt (siehe S. 19 ff.). Ebener und raumlicher Winkel werden zwar überwiegend als dimensionsloses Verháltnis zweier Lángén oder Fláchen, d. h. als abgeleitete GröBen definiert; in einigen Fallen zieht man es jedoch vor, ebenen und ráumlichen Winkel als unabhangige GrundgröBenarten einzuführen und zu messen (siehe S. 39 ff., 73 ff., 270 ff.). Trage und schwere Masse betrachten zahlreiche Physiker als zwei verschiedene Erscheimmgsformen der Masse, andere als GröBen verschiedener Art für Beschleunigungsmechanik und Gravitation im Sinne zweier unabhangiger physikaliseher Teilgebiete (siehe S. 39). In der Wármelehre tritt die Unterscheidung zwáschen zwei TemperaturgröBen, der thermodynamischen und der empirischen Temperatur, und den ihnen zugeordneten Temperaturskalen immer deutlicher hervor (siehe S. 93 ff.). Das Gebiet, über dessen Darstellung die Auffassungen am weitesten auseinandergehen, ist die Elektrodynamik; allerdings geht der Streit der Meinungen háufig dann um Einheiten, wenn es sich im Grundé um Fragen der Begriffsbildung und GröBeneinführung handelt (siehe S. 160 ff.). Auch über die zweckmáBigste Art der Berücksichtigung der physiologisch bedingten Elemente in Akustik und optischer Strahlungslehre, d. h. die Behandlung von Phonometrie und Photometrie (siehe S. 238 ff.), ist die Diskussion noch nicht abgeschlossen.