Messdefinition in der Wissenschaft

In der Wissenschaft ist eine Messung eine Sammlung quantitativer oder numerischer Daten, die eine Eigenschaft eines Objekts oder Ereignisses beschreiben. Eine Messung erfolgt durch Vergleich einer Menge mit einer Standardeinheit. Da dieser Vergleich nicht perfekt sein kann, enthalten Messungen inhärent Fehler, dh wie viel ein gemessener Wert vom wahren Wert abweicht. Das Studium der Messung heißt Metrologie.

Es gibt viele Messsysteme, die in der Geschichte und auf der ganzen Welt verwendet wurden. Seit dem 18. Jahrhundert wurden jedoch Fortschritte bei der Festlegung eines internationalen Standards erzielt. Das moderne Internationale Einheitensystem (SI) basiert alle Arten von physikalischen Messungen auf sieben Basiseinheiten.

Messmethoden

• Die Länge eines Schnurstücks kann gemessen werden, indem die Schnur mit einem Messstab verglichen wird.
• Das Volumen eines Wassertropfens kann mit einem Messzylinder gemessen werden.
• Die Masse einer Probe kann unter Verwendung einer Skala oder einer Waage gemessen werden.
• Die Temperatur eines Feuers kann mit einem Thermoelement gemessen werden.

Messungen vergleichen

Durch Messen des Volumens einer Tasse Wasser mit einem Erlenmeyerkolben erhalten Sie eine bessere Messung als durch Messen des Volumens in einem Eimer, selbst wenn beide Messungen mit derselben Einheit (z. B. Milliliter) angegeben werden. Genauigkeit ist wichtig, daher gibt es Kriterien, anhand derer Wissenschaftler Messungen vergleichen: Typ, Größe, Einheit und Unsicherheit.

Der Füllstand oder Typ ist die Methode, die für die Messung verwendet wird. Die Größe ist der tatsächliche numerische Wert einer Messung (z. B. 45 oder 0,237). Einheit ist das Verhältnis der Zahl zum Standard für die Menge (z. B. Gramm, Candela, Mikrometer). Die Unsicherheit spiegelt die systematischen und zufälligen Fehler bei der Messung wider. Unsicherheit ist eine Beschreibung des Vertrauens in die Genauigkeit und Präzision einer Messung, die typischerweise als Fehler ausgedrückt wird.

Messsysteme

Die Messungen werden kalibriert, das heißt, sie werden mit einer Reihe von Standards in einem System verglichen, sodass das Messgerät einen Wert liefern kann, der mit dem übereinstimmt, den eine andere Person erhalten würde, wenn die Messung wiederholt würde. Es gibt einige gängige Standardsysteme, auf die Sie möglicherweise stoßen:

• Internationales Einheitensystem (SI):SI kommt vom französischen Namen Système International d'Unités. Es ist das am häufigsten verwendete metrische System.
• Metrisches System: SI ist ein spezifisches metrisches System, bei dem es sich um ein Dezimalsystem handelt. Beispiele für zwei gebräuchliche Formen des metrischen Systems sind das MKS-System (Meter, Kilogramm, Sekunde als Basiseinheit) und das CGS-System (Zentimeter, Gramm und Sekunde als Basiseinheit). In SI und anderen Formen des metrischen Systems gibt es viele Einheiten, die auf Kombinationen von Basiseinheiten basieren. Diese werden abgeleitete Einheiten genannt.
• Englisches System: Das britische oder imperiale Maßsystem war üblich, bevor SI-Einheiten international übernommen wurden. Obwohl Großbritannien das SI-System weitgehend übernommen hat, verwenden die Vereinigten Staaten und einige karibische Länder das englische System immer noch für nichtwissenschaftliche Zwecke. Dieses System basiert auf den Fuß-Pfund-Sekunden-Einheiten für Längen-, Massen- und Zeiteinheiten.