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10 Sekunden im Leben einer Armbanduhr

Die Sekunde (verkürzt von lat. pars minuta secunda „der zum zweiten Mal verminderte Teil (einer Stunde)“) ist die Basiseinheit der Zeit im internationalen Einheitensystem (SI).

Im SI-Einheitensystem ist die Sekunde durch ein atomares Zeitnormal – die sogenannte Atomsekunde – definiert, da dies eine erheblich größere Genauigkeit und langfristige Konstanz gewährleistet als astronomische Zeitnormale.

Definition

Eine Sekunde ist definitionsgemäß das 9.192.631.770-fache der Periode einer Mikrowelle, die mit einem ausgewählten Niveauübergang im Caesiumatom in Resonanz ist. Anders gesagt: das 9.192.631.770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids ¹³³Cs entsprechenden Strahlung. Atomuhren basieren auf der Messung dieses Übergangs.

Alte Definitionen

Bis 1967 beruhte die Sekunde auf astronomischen Messungen:

• Sonnensekunde (bis in die 1950er-Jahre): Der Bruchteil Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \tfrac{1}{86.400}

des mittleren Sonnentages.

• Diese Festlegung wurde eingeführt, damit ein durchschnittlicher Sonnentag 24 · 60 · 60 Sekunden lang ist. Dies entspricht einer Drehung der Erde um ihre Achse, so dass die Sonne wieder an der gleichen Stelle zu sehen ist, welches die historische Definition der Sekunde war.

• Ephemeridensekunde: Der Bruchteil Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \tfrac{1}{31.556.925{,}9747}

des tropischen Jahres am 0. Januar 1900 (= 31. Dezember 1899) um 12 Uhr UT.

Von der alten zur neuen Definition

1938 erbrachten Adolf Scheibe und Udo Adelsberger an der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt den Nachweis ihrer 1934 gemachten und nach Ausräumung eigener Bedenken 1935 veröffentlichten, umwälzenden Entdeckung, die Erdrotationsgeschwindigkeit sei nicht konstant. Die astronomische Tageslänge ist wegen der Verlangsamung der Erdrotation (Gezeitenreibung) und einiger unregelmäßiger Änderungen durch Magmaströme zwischen Erdmantel und Erdkern als Grundlage des Zeitnormals schlechter geeignet als die von ihnen damals entwickelten Quarzuhren. Durch die Verlangsamung der Erdrotation verschiebt sich der Sonnentag gegenüber dem Zeittag. Zur Kompensation wurden Schaltsekunden eingeführt, um alle Uhren mit dem zwar nur um Sekundenbruchteile, aber länger werdenden Sonnentag zu synchronisieren.

Größenbeispiele

Die Zeit zwischen zwei menschlichen Herzschlägen liegt in Ruhe meist etwa bei einer Sekunde. Für weitere Größenbeispiele siehe Größenordnung (Zeit).

Abgeleitete Maßeinheiten

Auf die Sekunde können SI-Vorsätze angewendet werden. Von der Sekunde sind die nicht zum SI gehörenden Einheiten Minute, Stunde und Tag abgeleitet; diese sind in Deutschland gesetzliche Einheiten. Es gilt:

• 1 Picosekunde = 10^{-12</sub> Sekunden}
• 1 Nanosekunde = 1000 Picosekunden = 10^{-9</sub> Sekunden}
• 1 Mikrosekunde = 1000 Nanosekunden = 10^{-6</sub> Sekunden}
• 1 Millisekunde = 1000 Mikrosekunden = 10^{-3</sub> Sekunden}
• 1 Sekunde = 1000 Millisekunden
• 1 Minute = 60 Sekunden
• 1 Stunde = 60 Minuten = 3.600 Sekunden
• 1 Tag = 24 Stunden = 1.440 Minuten = 86.400 Sekunden

Verwandte Themen

• Bei Uhrwerken unterscheidet man Schleichende Sekunden und Springende Sekunden.
• Jiffy ist ein nicht näher spezifizierter Bruchteil einer Sekunde.

Weblinks

Wiktionary: Sekunde – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme und Übersetzungen

• Die Sekundendefinition von 1967 bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt
• Zeit - Physikalisch-Technische Bundesanstalt