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Sekunde

Einheit
Norm	SI-Einheitensystem
Einheitenname	Sekunde
Einheitenzeichen	s (siehe Anm.)
Beschriebene Größe(n)	Zeit, Zeitspanne, Dauer Periodendauer Zeitkonstante
Größensymbol(e)	t
Dimensionsname	Zeit
Dimensionssymbol	T
In SI-Einheiten	SI-Basiseinheit
In CGS-Einheiten	CGS-Basiseinheit
Benannt nach	lat. pars minuta secunda „der zum zweiten Mal verminderte Teil (einer Stunde)“
Siehe auch: Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute Anm.: Früher auch: $sec.$ Ein hochgestelltes $\mathrm{\,{}^{s}}$ ist nicht normgerecht.

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 Atomsekunde, definiert, da dies eine erheblich größere Genauigkeit und langfristige Konstanz gewährleistet als astronomische Zeitnormale.

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Inhaltsverzeichnis

1 Definition
- 1.1 Alte Definitionen
- 1.2 Von der alten zur neuen Definition
2 Größenbeispiele
3 Abgeleitete Maßeinheiten
4 Verwandte Themen

Definition

Eine Sekunde ist das 9 192 631 770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids ¹³³Cs entsprechenden Strahlung.

Definitionsgemäß ist die Sekunde also das vielfache der Periode einer Mikrowelle, die mit einem ausgewählten Niveauübergang im Caesiumatom in Resonanz ist. Daher wird sie als Atomsekunde bezeichnet. 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 $\tfrac{1}{86.400}$ des mittleren Sonnentages.
Diese Festlegung wurde eingeführt, damit ein durchschnittlicher Sonnentag 24 · 60 · 60 Sekunden lang ist. Dies entspricht der Zeit, innerhalb der die Sonne wieder an der gleichen Stelle zu sehen ist, welches die historische Definition der Sekunde war. (Diese Zeit entspricht nicht völlig der Zeit, die die Erde für eine Umdrehung braucht - diese ist um ca. 1/365 kürzer und dauert nur etwa 86.164 Sekunden. Die Differenz ergibt sich aus der Tatsache, dass die jährliche Umdrehung der Erde um die Sonne in die Berechnung des Tages mit eingeht.)
Ephemeridensekunde: Der Bruchteil $\tfrac{1}{31.556.925{,}9747}$ 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).
$1\mathrm{Jahr} \approx (\pi \cdot 10^7 \pm 0,5%) \,\mathrm{s}$

Abgeleitete Maßeinheiten

SI-Präfixe
Name	Yotta	Zetta	Exa	Peta	Tera	Giga	Mega	Kilo	Hekto	Deka
Symbol	Y	Z	E	P	T	G	M	k	h	da
Faktor	10²⁴	10²¹	10¹⁸	10¹⁵	10¹²	10⁹	10⁶	10³	10²	10¹
Name	Yokto	Zepto	Atto	Femto	Piko	Nano	Mikro	Milli	Zenti	Dezi
Symbol	y	z	a	f	p	n	µ	m	c	d
Faktor	10⁻²⁴	10⁻²¹	10⁻¹⁸	10⁻¹⁵	10⁻¹²	10⁻⁹	10⁻⁶	10⁻³	10⁻²	10⁻¹

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 Femtosekunde = 10^{-15 Sekunden}
1 Picosekunde = 10^{-12 Sekunden}
1 Nanosekunde = 1000 Picosekunden = 10^{-9 Sekunden}
1 Mikrosekunde = 1000 Nanosekunden = 10^{-6 Sekunden}
1 Millisekunde = 1000 Mikrosekunden = 10^{-3 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
1 Woche = 7 Tage = 168 Stunden = 10.080 Minuten = 604.800 Sekunden
1 Jahr = 52 Wochen = 365,25 Tage = 8.766 Stunden = 525.960 Minuten = 31.557.600 Sekunden