Internationales Einheitensystem (SI)

Basiseinheit Sekunde (Zeichen: s) als Einheit für die Zeit:
Die Sekunde ist das 9 192 631 770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids Cs-133 (Caesium) entsprechenden Strahlung (Bild 2).

Basiseinheit Ampere (Zeichen: A) als Einheit für die elektrische Stromstärke:
Das Ampere ist die Stärke eines konstanten elektrischen Stromes, der, durch zwei parallele, geradlinige, unendlich lange und im Vakuum im Abstand von einem Meter voneinander angeordnete Leiter von vernachlässigbar kleinem, kreisförmigen Querschitt fließend, zwischen diesen Leitern je einem Meter Leiterlänge die Kraft von $2\cdot {10}^{-7}$ Newton hervorrufen würde.

Basiseinheit Kelvin (Zeichen: K) als Einheit für die Temperatur:
Das Kelvin ist der 273,16te Teil der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunktes des Wassers.

Basiseinheit Mol (Zeichen: mol) als Einheit für die Stoffmenge:
Das Mol ist die Stoffmenge eines Systems, das aus ebensoviel Einzelteilchen besteht, wie Atome in 0,012 Kilogramm des Kohlenstoffnuklids ${}^{12}C$ enthalten sind. Bei Benutzung des Mol müssen die Einzelteilchen spezifiziert sein und können Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen sowie andere Teilchen oder Gruppen solcher Teilchen genau angegebener Zusammensetzung sein.

Basiseinheit Candela (Zeichen: cd) als Einheit für die Lichtstärke:
Die Candela ist die Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Strahlungsquelle, die monochromatische Strahlung der Frequenz $540\cdot {10}^{12}$ Hertz aussendet und deren Strahlstärke in dieser Richtung 1/683 Watt durch Steradiant beträgt.

Abgeleitete Einheiten

Aus diesen Basiseinheiten können weitere Einheiten abgeleitet werden. Eine abgeleitete Einheit ist z. B. die Einheit für das Volumen: Ein Kubikmeter (1 $m^3$) ergibt sich aus der Basiseinheit Meter.
Verschiedene abgeleitete Einheiten haben auch spezielle Bezeichnungen erhalten. So ist z. B. die Einheit für die Kraft das Newton (Zeichen: N): $1\text{N}=1\text{kg}\cdot \text{m}\cdot {\text{s}}^{-2}$
Die Einheit für die Kraft ist aus den Basiseinheiten Kilogramm, Meter und Sekunde zusammengesetzt.
Verantwortlich für die Darstellung der gesetzlichen Einheiten und für die Aufbewahrung von Normalen (z. B. die Kopie des Urkilogramms) ist in der Bundesrepublik Deutschland die Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig und Berlin.

Gesetzliche Einheiten, spezielle Einheiten und nicht mehr gültige Einheiten

Die in Deutschland gesetzlich gültigen Einheiten sind national verbindlich festgelegt, wobei zu beachten ist, dass diese Festlegungen von Zeit zu Zeit überprüft werden und mit der Entwicklung auch verändert werden. Es ist auch zu beachten, dass für spezielle Bereiche Festlegungen getroffen sind, die mitunter dem widersprechen, was in der Physik üblich ist.
So lässt es die DIN-Norm zu, Temperaturdifferenzen in Kelvin oder in Grad Celsius anzugeben. In der Physik gibt man Temperaturdifferenzen in der Regel in Kelvin an. Das Gewicht kann laut DIN-Norm in Kilogramm angegeben werden, so wie es in jeder technischen Beschreibung eines Gerätes gemacht wird. In der Physik wird in der Regel klar unterschieden zwischen der Gewichtskraft, gemessen in Newton, und der Masse, gemessen in Kilogramm.

In manchen speziellen Bereichen werden Einheiten verwendet, die sich nicht in das übliche Einheitensystem einordnen lassen. Beispiele dafür sind die Einheiten Torr für den Blutdruck oder Karat für die Masse von Edelsteinen.

Daneben gibt es eine Reihe von Einheiten, die seit längerer Zeit gesetzlich nicht mehr gültig sind, aber aus Gewohnheit, Zweckmäßigkeit oder Bequemlichkeit weiterverwendet werden. Zu diesen Einheiten gehören z.B. die Pferdestärke als Einheit der Leistung (1 PS = 0,736 kW), das Pfund als Einheit für die Masse (1 Pfund = 500 g) oder der Morgen für die Ackerfläche (1 Morgen = 0,255 Hektar = 2550 Quadratmeter).

Zur Geschichte des Internationalen Einheitensystems

Im 19. Jahrhundert gab es zahlreiche Bemühungen, für die Einheiten von Größen zu internationalen Vereinbarungen zu kommen. Der Grund für diese Bemühungen lag nicht nur in der schnellen Entwicklung der Naturwissenschaften selbst, sondern auch im zunehmenden Austausch von Informationen und Waren zwischen den verschiedenen Ländern. Unterschiedliche Einheitensysteme und ungenaue Festlegungen erschwerten den Austausch von Informationen und Waren. Nachfolgend sind einige wichtige Etappen der Entwicklung des Internationalen Einheitensystems genannt.

• 1800: In Frankreich führt eine Kommission unter Leitung des Mathematikers PIERRE SIMON LAPLACE (1749-1827) die Definition der Längeneinheit „Meter“ offiziell ein. Das Meter wird festgesetzt als 40-millionster Teil des durch Paris verlaufenden Längengrades der Erde.
• 1806: Die französischen Mathematiker PIERRE FRANCOIS ANDRE MECHAIN und JEAN-BAPTISTE JOSEPH DELAMBRE erarbeiten eine wissenschaftliche Grundlage für ein metrisches Maßsystem. Die Wissenschaftler gehen von dem in Paris hinterlegten Urmeter aus. Für Vielfache und Teile benutzten die Mathematiker das Dezimalsystem und führten die Vorsilben Kilo-, Dezi-, Zenti- und Milli- ein. Vom Meter wird die Volumeneinheit Kubikdezimeter abgeleitet, die sie Liter nennen. Davon wiederum leiten sie die Masseeinheit her: 1 kg ist die Masse von einem Kubikdezimeter Wasser bei 4 °C. Als Zeiteinheit fügen sie die Sekunde als 86 400sten Teil eines mittleren Sonnentages hinzu.
• 1833: Einen wichtigen Schritt machen die deutschen Forscher CARL FRIEDRICH GAUSS (1777-1855) und WILHELM EDUARD WEBER (1804-1891) mit der Schaffung des cgs-Systems. Basiseinheiten dieses Systems waren das Zentimeter (Zeichen: cm), das Gramm (Zeichen: g) und die Sekunde (Zeichen: s); daher auch die Bezeichnung cgs-System.
• 1871: Im Deutschen Reich wird das metrische Maßsystem mit einem Reichsgesetz als verbindliches Einheitensystem eingeführt.