Das von der Physik abgedeckte Naturgeschehen wird, soweit es messbar ist, durch physikalische Gesetze beschrieben. Diese können in Form von Gleichungen formuliert werden, die mathematische Beziehungen zwischen physikalischen Größen darstellen. Bei näherer Betrachtung dieser vielen Größengleichungen stellt sich heraus, dass nur einige wenige Größen voneinander unabhängig sind: Diese nennt man Basisgrößen. Man betrachtet dabei nur Größengleichungen, die keine Vektoren enthalten, statt mit Vektoren also ggf. nur für ihre Beträge formuliert sind.

Die Größen, die keine Basisgrößen sind, lassen sich als Potenzprodukt aus den Basisgrößen darstellen, manchmal treten noch Zahlenfaktoren hinzu. Die Vorgehensweise hat starke Ähnlichkeit mit dem Lösen von Gleichungssystemen in der Mathematik.

Wieviele Basisgrößen?

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Wieviele Basisgrößen man auf diese Weise gewinnt, hängt von der Schreibweise der Gleichungen physikalischer Gesetze und außerdem davon ab, welchen Ausschnitt aus dem Naturgeschehen sie abhandeln. Der zweite Punkt lässt sich leicht erklären: Lässt man im SI die Basisgröße Stoffmenge weg, kommt man mit 6 Basisgrößen aus, kann aber einige in der Chemie vorkommende Größen nicht angeben. Und mit den drei Basisgrößen Länge, Masse und Zeit ist das gesamte Gebiet der Mechanik bei SI-Schreibweise der Naturgesetze abzudecken.

Nun zum ersten Punkt: Setzt man - ausgehend von den heute üblichen Schreibweisen im SI - die elektrische Feldkonstante (früher: Dielektrizitätskonstante des Vakuums) willkürlich gleich einer Zahl (ohne Einheiten !), insbesondere gleich 1, so vereinfacht sich die Schreibweise des Coulombschen Gesetzes so, dass man die elektrische Ladung als Potenzprodukt aus Kraft und Länge, somit aus den Basisgrößen Masse, Zeit und Länge darstellen kann. Die elektrische Stromstärke ist somit keine Basisgröße mehr, sondern zusammengsesetzt als Länge^3/2 mal Masse^1/2 mal Zeit^-2; bei SI-Schreibweise hingegen steckt sie zusammen mit der Zeit in der elektrischen Ladung drin. Was wir eben konstruiert haben, ist übrigens eines der vielen CGS-Systeme, nämlich ein elektrostatisches. (Analog kann man die magnetische Feldkonstante gleich einer Zahl setzen und gelangt zu einem "elektromagnetischen" CGS-System.)

Die Schreibweise physikalischer Gesetze beeinflusst also Wahl und Anzahl der Basisgrößen.

Nachteile der CGS-Systeme: In den Potenzprodukten, die die abgeleiteten Größen darstellen, kommen auch für wichtige physikalische Größen gebrochene Exponenten vor. Zu Größen mit völlig unterschiedlicher Bedeutung kann dieselbe Darstellung als Potenzprodukt von Basigrößen gehören, abgesehen evtl. von Zahlenfaktoren. Standardbeispiel: Länge und elektrische Kapazität in elektrostatischen bzw. Länge und Induktivität in elektromagnetischen CGS-Systemen. Den ersten Nachteil vermeidet das SI völlig, den zweiten weitgehend (wichtiges Gegenbeispiel aber: Drehmoment und Arbeit).

Physikalische Größe