Quelltext der Seite Sekunde

{{Infobox Physikalische Einheit
| Name             = Sekunde
| Einheitenzeichen = <math>\mathrm{s}</math>
| PhysGröße        = [[Zeit]], [[Zeitspanne]]
| Formelzeichen    = <math>t</math>
| Dimension        = <math>\mathsf{T}</math>
| System           = SI
| SI               = [[Internationales Einheitensystem#SI-Basiseinheiten|Basiseinheit]]
| CGS              = Basiseinheit
| BenanntNach      = {{laS|pars minuta secunda}} ‚zweiter verminderter Teil‘
| SieheAuch        = [[Jahr]], [[Monat]], [[Tag]], [[Stunde]], [[Minute]], [[Tertie (Zeiteinheit)|Tertie]]
}}
[[Datei:Montinari Milano.jpg|mini|Zehn Sekunden dargestellt mit einer Langzeitbelichtung einer Armbanduhr]]

Die '''Sekunde''' ist die Basiseinheit der [[Zeit]] im [[Internationales Einheitensystem|internationalen Einheitensystem]] (SI).<ref name="SI">Bureau International des Poids et Mesures (Hrsg.): ''The International System of Units (SI).'' ([http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdf PDF]).</ref> Sie ist etwa einen Herzschlag lang (Ruhepuls eines Erwachsenen).

Die Unterteilung der Stunde in 60 Minuten zu je 60 Sekunden findet sich bereits um das Jahr 1000 in einer Schrift von al-Biruni.<ref name="al-Biruni">C. E. Sachau: ''The chronology of ancient nations. An English version of the Arabic text of the Athâr-ul-Bâkiya of Albîrûnî, or “Vestiges of the Past”.'' London 1879, [http://books.google.com/?id=pFIEAAAAIAAJ&pg=PA147#v=onepage S. 147–149.]</ref> Als ''Secunda'' von {{laS|''pars minuta secunda''}} (‚zweiter verminderter Teil‘) ist sie seit dem 13.&nbsp;Jahrhundert bekannt. Im Jahre 1585 konstruierte Jost Bürgi erstmals eine Uhr mit Sekundenzeiger.<ref>Schweizerische Physikalische Gesellschaft: ''[http://www.sps.ch/artikel/physik_anekdoten/jost_buergi_erfand_nicht_nur_die_sekunde_5/ Jost Bürgi erfand nicht nur die Sekunde.]'' Auf: ''sps.ch.''</ref>

== Aktuelle Definition ==
Seit 1967 ist eine Sekunde das 9.192.631.770-Fache der [[Periodendauer]] der [[Strahlung]], die dem Übergang zwischen den beiden [[Wikipedia:Hyperfeinstruktur#Anwendungen|Hyperfeinstrukturniveaus]] des [[Grundzustand]]es von [[Atom]]en des [[Nuklid]]s <sup>133</sup>Cs entspricht.<ref name="SI" />

Definitionsgemäß ist die Sekunde also das Vielfache der Periode einer [[Mikrowellen|Mikrowelle]], die mit einem ausgewählten Niveauübergang im [[Wikipedia:Caesium|Caesium]]&shy;atom in [[Resonanz (Physik)|Resonanz]] ist. Daher wird sie als '''Atomsekunde''' bezeichnet. [[Wikipedia:Atomuhr|Atomuhr]]en basieren auf der Messung dieses Übergangs. Ihre Genauigkeit wurde seit der oben angegebenen Definition um mehr als vier Zehnerpotenzen auf 10<sup>−15</sup> gesteigert.

== Alte Definitionen ==
So lange man von einer gleichmäßigen [[Erdrotation]] ausging, war die Sekunde der sechzigste Teil einer Minute des in 24 Stunden zu 60 Minuten eingeteilten Tages.

Um 1885 stellte [[Wikipedia:Karl Friedrich Küstner|Karl Friedrich Küstner]] (Bonner Sternwarte) fest, dass die Rotationsachse der Erde eine [[Wikipedia:Polbewegung|Polbewegung]] von 5 bis 10 Meter durchführt. Genauer wurde dies von [[Wikipedia:Richard Schumann|Richard Schumann]] (TU Wien) und [[Wikipedia:Seth Carlo Chandler|Seth Carlo Chandler]] (Harvard) analysiert und war der erste Hinweis darauf, dass sich auch die [[Erdrotation|Rotationsdauer]] selbst verändert. Man konnte es aber mit den damals besten Uhren (Abweichung 0,05 Sekunden pro Tag) noch nicht nachweisen.

Dies gelang erst [[Wikipedia:Adolf Scheibe|Adolf Scheibe]] und [[Wikipedia:Udo Adelsberger|Udo Adelsberger]] 1934 an der [[Wikipedia:Physikalisch-Technische Reichsanstalt|Physikalisch-Technischen Reichsanstalt]]. Nach Ausräumung eigener Bedenken publizierten sie die Ergebnisse 1935 und präzisierten sie durch die von ihnen entwickelte [[Wikipedia:Quarzuhr|Quarzuhr]]. Ab etwa 1950 wurde klar, dass die laufend verbesserten Quarzuhren ein besseres [[Wikipedia:Zeitnormal|Zeitnormal]] wären als die Erdrotation. Die [[Siderischer Tag|astronomische Tageslänge]] vergrößert sich nicht nur allmählich wegen der [[Wikipedia:Gezeitenreibung|Gezeitenreibung]], sondern zeigt auch unregelmäßige Änderungen durch [[Magma]]&shy;ströme zwischen [[Wikipedia:Erdmantel|Erdmantel]] und [[Erdkern]]. Durch die Verlangsamung der Erdrotation verschiebt sich der Sonnentag gegenüber einem völlig gleichmäßigen Zeitmaß. Zur Kompensation muss alle zwei bis fünf Jahre eine [[Wikipedia:Schaltsekunde|Schaltsekunde]] eingefügt werden, um alle Uhren mit dem um einige Sekundenbruchteile länger werdenden Sonnentag zu synchronisieren (siehe die Zeitkorrektion [[Wikipedia:dUT1|dUT1]]).

Bis 1967 beruhte die Sekunde auf astronomischen Messungen:
* [[Wikipedia:Sonnensekunde|Sonnensekunde]] (bis in die 1950er Jahre): Der Bruchteil <math>\tfrac{1}{86\,400}</math> des mittleren [[Wikipedia:Sonnentag|Sonnentag]]es.
*: Diese Festlegung wurde eingeführt, damit ein durchschnittlicher Sonnentag 24&nbsp;·&nbsp;60&nbsp;·&nbsp;60 Sekunden lang ist. Das entspricht der Zeit, nach der eine fiktive ''[[Wikipedia:mittlere Sonne|mittlere Sonne]]'' wieder an gleicher Stelle steht.
** ''Beachte: Dieser mittlere Sonnentag ist um 1/365stel länger als die wirkliche Umdrehungsdauer der Erde von 86 164,091 Sekunden. Die Differenz spiegelt die jährliche [[Wikipedia:Erdbahn|Erdbahn]] um die Sonne wider, denn unsere Uhrzeit richtet sich nach dem Sonnenstand und nicht nach den Sternen.''
* [[Wikipedia:Ephemeridensekunde|Ephemeridensekunde]]: Der Bruchteil <math>\tfrac{1}{31\,556\,925{,}9747}</math> des [[Wikipedia:Tropisches Jahr|tropischen Jahres]] am 0.&nbsp;Januar 1900 (=&nbsp;31.&nbsp;Dezember 1899) um 12&nbsp;Uhr [[Universal Time|UT]].<!-- Nicht Bruchteil des tropischen Jahres 1900, siehe Erläuterung im Artikel Ephemeridensekunde --> Er bezieht sich auf das damalige Verhältnis zwischen Jahresdauer und [[Erdrotation]].

== {{Anker|Abgeleitete Maßeinheiten}}Mit der Sekunde zusammenhängende Einheiten ==
Die Einheit Sekunde ist mit verschiedenen [[Vorsätze für Maßeinheiten|Vorsätzen für Maßeinheiten]] ([[SI-Präfix]]e) in Verwendung, beispielsweise:

{| class="wikitable"
! Präfix-Schreibweise
! Bezeichnung
! Dezimal
|-
| 1&nbsp;fs || Femtosekunde{{Anker|Femtosekunde}}|| align="left" | 10<sup>-15</sup> s = 0,000 000 000 000 001 s
|-
| 1&nbsp;ps || Picosekunde{{Anker|Picosekunde}}|| align="left" | 10<sup>-12</sup> s = 0,000 000 000 001 s
|-
| 1&nbsp;ns || Nanosekunde{{Anker|Nanosekunde}}|| align="left" | 10<sup>-9</sup> s = 0,000 000 001 s
|-
| 1&nbsp;µs || Mikrosekunde{{Anker|Mikrosekunde}}|| align="left" | 10<sup>-6</sup> s = 0,000 001 s
|-
| 1&nbsp;ms ||Millisekunde{{Anker|Millisekunde}}|| align="left" | 10<sup>-3</sup> s = 0,001 s 
|-
| 1&nbsp;s ||Sekunde|| align="left" | 1 s
|}

Als größere Zeiteinheiten sind [[Minute]], [[Stunde]] und [[Tag]] üblich und in Deutschland [[Wikipedia:Gesetzliche Einheit|gesetzliche Maßeinheiten]]. Vergrößernde SI-Vorsätze wie „Megasekunde“ (=&nbsp;1 000 000&nbsp;s&nbsp;= 11&nbsp;Tage 13&nbsp;h&nbsp;46&nbsp;min&nbsp;40&nbsp;s) sind zwar zulässig, aber sehr unüblich.

Eine Sekunde kann außerdem noch in sechzig kleine Zeiteinheiten, die [[Wikipedia:Tertie (Zeiteinheit)|Tertien]] unterteilt werden. Dies ist heute aber ungebräuchlich.

== Trivia ==
Mit Einführung des [[Wikipedia:Französischer Revolutionskalender|französischen Revolutionskalenders]] 1792, nochmals gültig während der Zeit der [[Wikipedia:Pariser Kommune|Pariser Kommune]], wurde zugleich der jüngste Versuch unternommen, die Zeiteinteilung eines Tages auf das Dezimalsystem umzustellen, d.&nbsp;h., ein Tag wurde in zehn Stunden geteilt, eine Stunde in einhundert Minuten und eine Minute in einhundert Sekunden. Demnach hatte ein Tag nunmehr 100.000 Sekunden gegenüber 86.400 Sekunden herkömmlicher Bestimmung. Für die kleinste Zeiteinheit war diese [[Wikipedia:Dezimalzeit|Dezimalzeit]] von unmerklicher Auswirkung, da sie lediglich um ca. 15 Prozent kürzer war. Stärker waren die Auswirkungen auf die beiden nächsthöheren Zeiteinheiten (die Dezimalminute war fast eineinhalb Mal so lang, die Dezimalstunde gar fast zweieinhalb Mal).

== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Sekunde}}

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* Physikalisch-Technische Bundesanstalt: ''[http://www.ptb.de/cms/fachabteilungen/abt4/fb-44/ag-441/realisierung-der-si-sekunde/die-geschichte-der-zeiteinheit.html#c3500 Die Sekundendefinition von 1967.]'' Auf: ''ptb.de.''
* Physikalisch-Technische Bundesanstalt: ''[http://www.ptb.de/cms/index.php?id=156 Zeit und Frequenz.]'' Auf: ''ptb.de.''
* Physikalisch-Technische Bundesanstalt: ''[https://public.ptb.de/files/download/59ef10144c918497222d9bb7 50 Jahre atomare Definition der Sekunde.]'' Auf: ''ptb.de.'' Sonderheft der PTB-Mitteilungen (PDF; 2,44&nbsp;MB), darin u.&nbsp;a.:<br />Johannes Graf: ''Die zweite Teilung der Stunde. Zur Geschichte der Sekunde.''<br />Andreas Bauch: ''Atomare Definition der Zeiteinheit 1967–2017.''

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste SI-Einheiten}}

[[Kategorie:Maßeinheit (Physik)]]
[[Kategorie:SI-Basiseinheit]]
[[Kategorie:Zeiteinheit|301]]
[[Kategorie:SI-Einheit]]
[[Kategorie:Rhythmus|801]]
[[Kategorie:Zeit|801]]

{{Wikipedia}}