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Jede physikalische Größe wird in einer bestimmten Einheit gemessen, z.B. die Länge in Meter oder die Zeit in Sekunden oder Minuten. Die Einheit für eine physikalische Größe ergibt sich zumeist aus der Definition dieser Größe. Allgemein ist eine Einheit eine Vergleichsgröße mit dem Zahlenwert 1 und der Maßeinheit der Größe.
Messen einer Größe bedeutet Vergleichen mit der betreffenden Einheit. Wenn z.B. die Länge eines Körpers gemessen werden soll, so wird sie mit der Einheit 1 cm verglichen und z. B. festgestellt, dass sie das Siebenfache beträgt. Das bedeutet:

$\begin{array}{l}l=7\cdot 1\text{cm oder}\text{, wie man kürzer schreibt:}\\ l=7\text{cm}\end{array}$

Das Gewinnen von Erkenntnissen, insbesondere das Finden von physikalischen Gesetzen, ist eines der wichtigsten Ziele physikalischer Forschung. Es ist ein äußerst komplexer und in der Regel langwieriger Prozess, der häufig von Irrtümern begleitet war und ist. Neben dem empirischen Weg der Erkenntnisgewinnung, bei dem experimentelle Ergebnisse den Ausgangspunkt bilden, nutzt man auch den theoretischen Weg der Erkenntnisgewinnung, bei dem von als gesichert geltenden Gesetzen ausgegangen wird.
Zur Prüfung des Wahrheitswertes von Hypothesen und Prognosen wird die experimentelle Methode genutzt.

Erklären ist eine Tätigkeit, die eng mit Gesetzen und Modellen verbunden ist. Beim Erklären wird geordnet und zusammenhängend dargestellt, warum eine Erscheinung in der Natur, der Technik oder der Umwelt so und nicht anders auftritt. Dabei wird die Erscheinung auf das Wirken von Gesetzen zurückgeführt, indem man darstellt, dass die Wirkungsbedingungen bestimmter Gesetze in der Erscheinung vorliegen. Auch Modelle können zum Erklären herangezogen werden.

Erläutern ist eine sprachlich-kommunikativ orientierte Tätigkeit. Beim Erläutern wird versucht, einem anderen Menschen einen naturwissenschaftlichen Sachverhalt, z. B. Vorgänge, Begriffe, Gesetze oder Arbeitsweisen, an Beispielen verständlich, anschaulich oder begreifbar zu machen.

Physikalische Experimente sind ein wichtiger Teil physikalischer Forschung. Sie dienen der Erkenntnisgewinnung, der Erkenntnissicherung oder der Anwendung von Erkenntnissen. Ein Experiment muss gründlich vorbereitet, durchgeführt und ausgewertet werden.
Das Experiment als eine Frage an die Natur weist folgende Merkmale auf:

• Bedingungen werden bewusst gewählt bzw. gesetzt.
• Parameter müssen veränderbar sein.
• Konstant zu haltende und sich ändernde Größen müssen erfassbar und auswertbar sein.
• Die Wiederholbarkeit des Experiments muss gesichert sein.

Experimentieren ist eine sehr komplexe Tätigkeit, die viele Einzeltätigkeiten umfasst und die vor allem mit dem Erkennen und Anwenden von Gesetzen verbunden ist. Beim Experimentieren wird eine Erscheinung der Natur unter ausgewählten, kontrollierten, wiederholbaren und veränderbaren Bedingungen beobachtet und ausgewertet.

Jede Messung einer physikalischen Größe ist aus den verschiedensten Gründen mit Fehlern behaftet. Um möglichst genaue Messungen durchführen zu können bzw. um die Genauigkeit bereits durchgeführter Messungen einschätzen zu können, muss man die Ursachen für Messfehler, die Größen solcher Fehler und ihre Auswirkungen auf die Genauigkeit des Ergebnisses kennen.

Ein Gedankenexperiment ist eine Methode der Erkenntnisgewinnung. Es ist ein Experiment auf gedanklicher Ebene und wird meist dann angewendet, wenn die Bedingungen für die Durchführung von Realexperimenten nicht gegeben sind oder wenn man Bedingungen, die beim Realexperiment auftreten (z.B. die Reibung), zum Verschwinden bringen will. Gedankenexperimente sind vor allem in der speziellen Relativitätstheorie häufig, werden aber auch in der klassischen Physik angewendet.

In Erscheinungen der Natur und Technik kann man durch Beobachtungen oder Experimente, aber auch durch theoretische Überlegungen Zusammenhänge zwischen einzelnen Eigenschaften von Körpern, Stoffen oder Vorgängen erkennen. Wenn sich diese Zusammenhänge unter bestimmten Bedingungen immer wieder einstellen und für eine ganze Gruppe von Objekten gelten, dann spricht man von gesetzmäßigen Zusammenhängen, Gesetzmäßigkeiten oder Gesetzen.
Gesetze in der Physik sind allgemeine und wesentliche Zusammenhänge in Natur und Technik, die unter bestimmten Bedingungen stets wirken.

Physikalische Größen sind spezielle Fachbegriffe. Sie unterscheiden sich von anderen Fachbegriffen dadurch, dass sie messbare Eigenschaften von Objekten beschreiben. Neben der physikalischen Bedeutung kann auch der Wert der Größe in Form eines Zahlenwertes und einer Maßeinheit angegeben werden. Darüber hinaus gibt es für jede Größe ein Formelzeichen.
Bei den physikalischen Größen kann man unterscheiden zwischen vektoriellen und skalaren Größen sowie zwischen Zustands- und Prozessgrößen. Einen speziellen Charakter haben Erhaltungsgrößen und Wechselwirkungsgrößen. Gesondert abgehoben werden manchmal auch Stoffkonstanten und Naturkonstanten.

Im Internationalen Einheitensystem (SI) sind Basiseinheiten für sieben physikalische Größen festgelegt. Die meisten anderen Einheiten lassen sich aus diesen sieben Einheiten ableiten. Die Festlegungen über Einheiten sind international vereinbart und werden von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) getroffen. Als verbindliche Basiseinheiten wurden auf der 11. Generalkonferenz für Maß und Gewicht im Jahre 1960 die heute gültigen Einheiten festgelegt, deren Definition sich aber inzwischen teilweise verändert hat, wie bei der Sekunde und beim Meter.

Interpretieren ist eine Tätigkeit, die eng mit dem Experimentieren sowie mit Gleichungen und Diagrammen verbunden ist. Beim Interpretieren wird einer verbale Aussage, einem Zeichensystem (z. B. Gleichung, Proportionalität, Messwerten) oder einer grafischen Darstellung (z. B. einem Diagramm) eine auf die Natur bezogene inhaltliche Bedeutung gegeben.

Klassifizieren ist eine Erkenntnistätigkeit. Beim Klassifizieren werden verschiedene Objekte aufgrund gemeinsamer und unterscheidender Merkmale in Klassen eingeteilt. Alle Objekte, die gemeinsame Merkmale besitzen, werden zu einer Klasse zusammengefasst. Stoffe kann man z.B bezüglich ihrer Härte, ihrer Dichte, ihrer Wärmeleitfähigkeit oder ihrer elektrischen Leitfähigkeit klassifizieren.

* 19.02.1473 Thorn (Torun)
† 24.05.1543 Frauenburg (Frombork)

Er war einer der bedeutendsten Astronomen des Mittelalters und leitete mit der Ausarbeitung des heliozentrischen Weltbildes eine der größten Revolutionen in der Geschichte der Astronomie ein. KOPERNIKUS ging davon aus, dass sich nicht die Erde, sondern die Sonne im Zentrum unseres Planetensystems befindet. Das bedeutete eine völlig neue Vorstellung über den Aufbau unseres Planetensystems. Oft spricht man in diesem Zusammenhang von der „kopernikanischen Wende“.

Messen ist eine Tätigkeit, die eng mit dem Experimentieren verbunden ist. Beim Messen wird der Wert einer Größe, d. h. der Ausprägungsgrad einer Eigenschaft, mithilfe eines Messgerätes dadurch bestimmt, dass die zu messende Größe mit einer festgelegten Einheit verglichen wird. Dazu wird in der Regel eine Messvorschrift festgelegt.

Ein Modell in der Physik ist ein ideelles (gedankliches) oder materielles (gegenständliches) Objekt, das als Ersatzobjekt für ein Original genutzt wird. Es ist eine Vereinfachung des Originals und damit der Wirklichkeit. In einigen Eigenschaften stimmt das Modell mit dem Original überein, in anderen nicht. Ein Modell ist weder richtig noch falsch, sondern nur für einen bestimmten Zweck geeignet oder nicht geeignet.
Beispiele für Modelle sind das Modell Feldlinienbild, Atommodelle, das Teilchenmodell oder Modelle von technischen Geräten.

Einige physikalische Größen in der Natur haben einen bestimmten, festen Wert, der im Laufe der Zeit immer genauer bestimmt worden ist. Man nennt solche physikalischen Größen Naturkonstanten. Typische Beispiele für solche Naturkonstanten sind die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum als die größtmögliche in der Natur auftretende Geschwindigkeit, der absolute Nullpunkt der Temperatur als die tiefstmögliche Temperatur oder die Fallbeschleunigung, die angibt, welche Beschleunigung ein Körper im Gravitationsfeld beim Fall im luftleeren Raum hat.

Die Verleihung von Nobelpreisen hatte der schwedische Chemiker und Unternehmer ALFRED NOBEL, der von 1833 bis 1896 lebte, 1895 in seinem Testament verfügt. Der Nobelpreis wird seit 1901 jeweils zum Todestag von ALFRED NOBEL am 10. Dezember in den Bereichen Physik, Chemie, Medizin/Physiologie, Literatur und Frieden verliehen. Seit 1969 erfolgt auch eine Verleihung des Nobelpreises auf dem Gebiet der Wirtschaftswissenschaften. Der Nobelpreis gilt als höchste wissenschaftliche Auszeichnung.

Die Physik ist eine Naturwissenschaft. Sie beschäftigt sich mit grundlegenden Erscheinungen und Gesetzen in unserer Umwelt und ermöglicht auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse die Erklärung und Voraussage vieler Erscheinungen in der Natur. Das Wort „Physik“ ist von dem griechischen Wort „physis“ bzw. „physikos“ abgeleitet, das „Natur“ bzw. „die Natur betreffend“ bedeutet.
Die Physik untersucht vielfältige Naturerscheinungen und wendet dabei typische Denk- und Arbeitsweisen an, die z. B. mit solchen Tätigkeiten wie dem Beobachten, dem Messen und dem Experimentieren verbunden sind. Sie kann in unterschiedlicher Weise eingeteilt werden.

Zwischen Physik und alltäglichem Leben gibt es zahlreiche Verbindungen, die uns teilweise bewusst und teilweise nicht bewusst sind. In unserem täglichen Leben können wir physikalische Gesetze und Zusammenhänge bewusst beachten und nutzen, unbewusst berücksichtigen oder auch versuchen, sie zu negieren oder zu „überlisten“. An vielen Beispielen wird deutlich: Die bewusste Nutzung bzw. Beachtung physikalischer Gesetze erleichtert unser Leben und erhöht unsere Sicherheit. Unkenntnis oder Nichtbeachtung physikalischer Gesetze können zu Unfällen oder Schäden führen.

Die Naturwissenschaften beschäftigen sich mit jeweils ausgewählten Teilbereichen der lebenden oder der nicht lebenden Natur. Im Laufe der historischen Entwicklung haben sich als die wichtigsten naturwissenschaftlichen Disziplinen die Astronomie, die Biologie, die Chemie, die Physik und die physische Geografie herausgebildet.

Ziel jeder Naturwissenschaft ist es,

• in der Natur Zusammenhänge und Gesetze zu erkennen,
• mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse Erscheinungen und Vorgänge erklären und voraussagen zu können,
• die gewonnenen Erkenntnisse zu nutzen, um das Leben der Menschen sicherer und angenehmer zu machen.

Zwischen der Entwicklung der Physik als Wissenschaft und der Entwicklung der Gesellschaft gibt es vielfältige Wechselwirkungen. Gesellschaftliche Verhältnisse können wissenschaftliche Arbeit nicht nur befördern und auf bestimmte Schwerpunkte lenken, sondern auch einschränken und behindern. Wissenschaftliche Entwicklungen und deren Anwendungen ihrerseits können gesellschaftliche Verhältnisse in erheblichem Maße beeinflussen.
Die Zusammenhänge zwischen Physik und Gesellschaft sind überaus komplex und vielgestaltig. Wir können sie nur aspekthaft beleuchten.