Physikalische Größe


Eine physikalische Größe ist eine an einem Objekt der Physik quantitativ bestimmbare Eigenschaft eines Vorgangs oder Zustands. Beispiele solcher Größen sind Länge, Masse, Zeit, Stromstärke. Jeder spezielle Wert einer physikalischen Größe (Größenwert) wird als Produkt aus einem Zahlenwert (auch Maßzahl)[1] und einer Maßeinheit angegeben. Vektorielle Größen werden durch Größenwert und Richtung angegeben.[2]

Der Begriff physikalische Größe im heutigen Verständnis wurde von Julius Wallot im Jahr 1922 eingeführt und setzte sich ab 1930 langsam durch.[3] Das führte zu einer begrifflich klaren Unterscheidung zwischen Größengleichungen, Zahlenwertgleichungen und zugeschnittenen Größengleichungen (siehe Zahlenwertgleichung).[4] Eine Größengleichung ist die mathematische Darstellung eines physikalischen Gesetzes, das Zustände eines physikalischen Systems und deren Änderungen beschreibt. Sie stellt den dabei geltenden Zusammenhang zwischen verschiedenen physikalischen Größen dar, wobei in der Regel für jede dieser Größen ein Formelzeichen steht. Größengleichungen gelten unabhängig von den gewählten Maßeinheiten.

Diejenigen physikalischen Größen, die als Basis eines Größensystems festgelegt sind, heißen Basisgrößen.

Ein Vergleich von zwei Dingen erfordert stets ein Kriterium, anhand dessen der Vergleich stattfindet (Tertium Comparationis). Dies muss ein Merkmal (oder Eigenschaft) sein, das beiden Dingen zu eigen ist. Als physikalische Größe bezeichnet man ein Merkmal dann, wenn dieses einen Wert besitzt, sodass das Verhältnis zweier Merkmalswerte ein reeller Zahlenfaktor (Verhältnisgröße)[5] ist. Ein Vergleich anhand einer Größe ist somit quantifizierbar. Den Vergleichsvorgang zur Bestimmung des Zahlenfaktors bezeichnet man als Messung. Die Messbarkeit eines Merkmals, d. h. die Angabe einer eindeutigen und reproduzierbaren Messvorschrift für einen Vergleich, ist gleichwertig mit der Definition einer physikalischen Größe.

Alle Merkmale eines Objektes fallen in zwei Klassen, physikalische Größen und alle übrigen. Die Physik beschäftigt sich ausschließlich mit der erstgenannten Klasse. Sie stellt allgemeine Zusammenhänge zwischen Größenwerten auf, also Zusammenhänge, die für alle Träger dieser Größe gelten. Als Träger bezeichnet man hierbei alle Objekte, die die betrachtete Größe als Merkmal besitzen. Physikalische Zusammenhänge sind somit unabhängig von der konkreten Beschaffenheit eines Trägers.

Die folgenden Abschnitte gehen auf einzelne Begriffe ein, die im Zusammenhang mit physikalischen Größen verwendet werden.


Messschieber zur Messung der Länge
Balkenwaage zur Messung der Masse durch Vergleich ihres Gewichts mit demjenigen von bekannten Gewichtsstücken
Stoppuhr zur Messung der Zeit, Maßeinheit: Sekunde
Strommesser zur Messung der Stromstärke, Maßeinheit: Ampere
Thermometer zur Messung der Temperatur, Maßeinheit: Grad Celsius