Längenmaß – einfach erklärt

Begriff und Zweck

Ein Längenmaß, genauer eine Längenmaßeinheit, ist eine Maßeinheit für die Länge. Es dient dazu, die Länge einer Strecke oder Linie in einer Dimension, einen Abstand beziehungsweise eine Entfernung oder die Abmessung eines Gegenstands anzugeben. Der Ausdruck „Längenmaß“ kann außerdem einen Maßstab bezeichnen, also die körperliche Verkörperung einer bestimmten Länge, mit der mehrere Längen verglichen werden.

Längeneinheiten reichen von astronomischen Entfernungsmaßen bis zu extrem kleinen Einheiten aus Physik und Technik. Neben international genormten Einheiten existieren historische, regionale und fachgebundene Maßsysteme. Viele ältere Maße leiteten sich von Körpermaßen wie Fuß, Elle, Spanne oder Fingerbreite ab und konnten deshalb regional stark schwanken.

Meter und metrische Einheiten

Der Meter mit dem Zeichen m ist die Basiseinheit der Länge im Internationalen Einheitensystem (SI). Er hat unter den international genormten Längeneinheiten eine herausragende Bedeutung und ist in den meisten Staaten die gesetzliche Maßeinheit. Definiert ist er über die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: Ein Meter entspricht der Strecke, die Licht im Vakuum in 1/299 792 458 Sekunde zurücklegt.

Vorsätze geben an, mit welchem Faktor der Meter multipliziert wird. Wichtige größere Einheiten sind der Dekameter (dam) mit 10¹ m, der Hektometer (hm) mit 10² m und der Kilometer (km) mit 10³ m. Kleinere Einheiten sind der Dezimeter (dm) mit 10⁻¹ m, der Zentimeter (cm) mit 10⁻² m, der Millimeter (mm) mit 10⁻³ m, der Mikrometer (µm) mit 10⁻⁶ m und der Nanometer (nm) mit 10⁻⁹ m. Diese metrischen Einheiten werden in der Tabelle ab 1800 bis heute geführt.

Weitere sehr kleine Einheiten sind das Ångström (Å) mit 10⁻¹⁰ m zur Angabe des Atomradius und die X-Einheit mit 10⁻¹³ m, die von 1925 bis 1965 im Bereich der Röntgenstrahlung verwendet wurde. Die Planck-Länge lₚ beträgt ungefähr 1,616 199 × 10⁻³⁵ m. Sie bezeichnet die Grenze der widerspruchsfreien Anwendbarkeit der bekannten Gesetze der Physik und wird seit 1930 bis heute in Stringtheorien und der Schleifenquantengravitation verwendet.

Astronomische und große Entfernungen

Für astronomische Entfernungen werden besonders große Einheiten verwendet. Ein Parsec (pc) beträgt ungefähr 30.856.776.000.000.000 m. Es ist die Entfernung eines Sterns, der eine jährliche Parallaxe von genau einer Bogensekunde aufweist. Ein Lichtjahr (Lj, ly oder lyr) ist der Weg, den Licht im Vakuum in einem julianischen Jahr zurücklegt, und beträgt ungefähr 9.454.254.955.488.000 m. Die Astronomische Einheit (AE oder AU) entspricht der mittleren Distanz zwischen Erde und Sonne und beträgt ungefähr 149.597.870.700 m. Eine Lichtsekunde (Ls), also der Weg des Lichts im Vakuum in einer Sekunde, entspricht ungefähr 299.792.458 m.

Andere große Maße entstanden in verschiedenen Kulturen. Dazu gehören etwa die griechische Tagesreise mit ungefähr 15.000 bis 40.000 m, der Schoinos mit ungefähr 10.656 m und 60 Stadien sowie die russische Milja mit ungefähr 7.467,6 m und sieben Werst. Die zahlreichen Varianten von Legue, Leuge oder Legua lagen je nach Land und Definition ungefähr zwischen 3.898 m und 6.687,24 m. Ihre Definitionen konnten beispielsweise auf Körperlängen, Varas, Fuß, Meilen oder einem Bruchteil eines Längenkreises beruhen.

Für die Navigation wird heute die allgemeine Seemeile mit 1.852 m verwendet; sie entspricht 6076,12 feet beziehungsweise einer Breitendifferenz von 1′. Die englische Seemeile beträgt ungefähr 1.853,184 m. Die Statute Mile, eine terrestrische Meile des angloamerikanischen Maßsystems, entspricht 1.609,344 m sowie acht Furlongs oder 1760 Yards.

Regionale, historische und fachliche Maße

Viele Maßsysteme bilden Ketten aus größeren und kleineren Einheiten. Im angloamerikanischen System gilt beispielsweise: 1 Yard = 3 Feet = 36 Inches; ein Yard (yd) misst 0,9144 m. Ein englischer Fuß (ft) misst 0,3048 m und besteht aus zwölf Inches beziehungsweise 144 Lines. Ein Zoll oder Inch (in beziehungsweise ″) entspricht 0,0254 m. Weitere Einheiten sind der Furlong mit 201,168 m, der Fathom mit 1,8288 m und der Link mit 0,201168 m. Die auf dem Inch beruhenden Einheiten sind gegenüber dem Meter genormt. Sie werden weiterhin im Alltag der USA und allgemein in der Elektronik verwendet, während die Wissenschaft längst zum metrischen Einheitensystem übergegangen ist. Der englische Fuß ist seit 1980 außerdem das globale Höhenmaß in der Luftfahrt, entgegen der SI-Konvention.

Historische Maße waren häufig nicht einheitlich. Ein Fuß oder Schuh konnte etwa 0,25 bis 0,35 m betragen und wurde an vielen Orten unabhängig als Länge eines menschlichen Fußes oder Schuhs definiert. Die Elle schwankte regional stark zwischen ungefähr 0,45 und 1,713 m. Eine Rute lag je nach Region ungefähr zwischen 3 und 9 m, meistens zwischen 4 und 6 m. Der Pariser Fuß, auch pied de roi oder Königsfuß, betrug ungefähr 0,3248 m und war bis ins 19. Jahrhundert ein Referenzmaß für viele regionale europäische Längenmaße. Er bestand aus zwölf pouces oder 144 lignes.

Auch antike und andere regionale Systeme verwendeten feste Beziehungen: Das griechische Stadion betrug ungefähr 177,6 m und entsprach 600 pous; der diaulos entsprach zwei Stadien oder 1200 pous. Die russische Werst betrug ungefähr 1.066,78 m und bestand aus 500 Saschen. Ein Saschen entsprach drei Arschin und maß ungefähr 2,13356 m. In Mesopotamien entsprachen ein SAR ungefähr 1.800 m oder sechs NER beziehungsweise 3600 mesopotamischen Ellen.

Die chinesischen Längeneinheiten wurden Anfang des 20. Jahrhunderts in Bezug auf die SI-Einheiten neu definiert. Seit 1900 gilt unter anderem: ein Li misst ungefähr 500 m und besteht aus 15 Yin; ein Zhang entspricht 10/3 m, ein Chi 1/3 m, ein Cun 1/30 m und ein Fen 1/300 m. In Kanton bestanden dennoch vier verschiedene Fußmaße: der Fuß des mathematischen Tribunals mit 0,3 m, der Baufuß oder Congpu mit 0,3228 m, der Schneider- oder Kaufmannsfuß mit 0,3383 m und der Ingenieurfuß mit 0,3211 m.

Einige Einheiten sind an bestimmte Fachgebiete gebunden. Der französische Stich beträgt 2/3 cm und wird in der Schuhbranche verwendet. Charrière (CH) entspricht 1/3 mm und dient in der Medizintechnik. Teilungseinheiten (TE) kommen mit ungefähr 0,018 m im Schaltschrankbau und 0,00508 m bei Elektronikbaugruppen vor. Das Thou oder mil entspricht 1/1000 Inch beziehungsweise 0,0000254 m und wird in der Elektronik benutzt; dabei besteht Verwechslungsgefahr mit anderen Einheiten namens Mil. Typografische Punkte besitzen je nach System unterschiedliche Größen, darunter ungefähr 0,000375 m, 0,000376065 m oder 0,0003527 m.