Größenordnung

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Die Größenordnung ist bei Zahlensystemen und wissenschaftlichem Rechnen der Faktor, der notwendig ist, um in der jeweiligen Zahlendarstellung einen Wert um eine Stelle zu vergrößern oder zu verkleinern, bei Beibehaltung der einzelnen Ziffern und ihrer Reihenfolge.

Dargestellt wird sie in der Exponentialdarstellung (Gleitkommazahl).

Dezimale Größenordnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Meist wird von einem Dezimalsystem ausgegangen, weshalb eine Größenordnung meist einen Faktor (oder Divisor) von 10 bezeichnet. Beispielsweise unterscheiden sich die Größen „2 Meter“ und „200 Meter“ um zwei Größenordnungen, also um den Faktor 102 = 100. Generell gilt also, dass eine additive Veränderung in der Größenordnung eine exponentielle Veränderung in der tatsächlichen Größe anzeigt, bzw. dass man von der tatsächlichen Größe auf die Größenordnung (multipliziert mit einem konstanten Faktor) per Logarithmierung gelangt.

Die im jeweiligen Kontext auftauchenden Größenordnungen unterscheiden sich drastisch. Ein wissenschaftlicher Taschenrechner etwa rechnet bis 1099, man schätzt aber die Größenordnung der Anzahl der Elementarteilchen im Universum auf „nur“ 1087, und das Universum ist etwa in der Größenordnung von 1018 Sekunden alt. Hingegen beträgt die Größenordnung der Anzahl der verschiedenen möglichen Wege zwischen 100 Städten beim Problem des Handlungsreisenden bereits 10158.

Binäre Größenordnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine binäre Größenordnung entspricht einer Verdopplung respektive Halbierung. Sie ist insbesondere in der Computertechnik vom Datentyp abhängig.

Größenordnung und Maßeinheit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der wissenschaftlichen Praxis wird allerdings oft eine Größenordnung als eher ungenaue Bezeichnung von Größenverhältnissen benutzt und allgemein die Potenz der Gleitkommazahl gemeint. Der Sinn dieser Anwendung ergibt sich aus dem Kontext und liegt meistens in der Bezeichnung großer oder sehr großer Zahlenunterschiede. Beispielsweise ist der nächste Stern um fünf Größenordnungen weiter von der Erde entfernt als die Sonne. Gemeint sind hier also dezimale Größenordnungen, und zwar gerundet auf eine ganze Zahl. Größenordnung in diesem Sinne ist Millimeter (ein Tausendstel Meter) → Zentimeter (ein Hundertstel) → Dezimeter (ein Zehntel eines Meters) → Meter. Beispielsweise sagt man, eine Größe liege „im Zentimeterbereich“.

Im SI-Einheitensystem sind die Vorsätze für Maßeinheiten, die die dezimalen Größenordnung zur Basiseinheit bestimmen, genau geregelt. In den Ingenieursbereichen wird die Technische Notation mit dem Faktor 1000 als Größenordnung verwendet, also beschränkt auf Nanometer → Mikrometer → Millimeter → Meter → Kilometer, und so weiter.

Beispiele für physikalische Größen mit Einheiten in verschiedenen Größenordnungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Größenordnungsskalen verschiedener elementarer Größen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der relevante Wertebereich physikalischer Größen in Natur und Technik überstreicht oft viele Größenordnungen. Daher sind insbesondere logarithmische Skalen – die die Potenzen linear anordnen – zur Darstellung solcher Skalierungen geeignet.

Die folgenden Artikel geben anhand exemplarischer Phänomene einen Überblick über die auftretenden Größenordnungen der wichtigsten Größen:

Basisgrößen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Abgeleitete Größen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Thematische Zusammenstellungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]


Szenen aus jeder bekannten Naturskala. 10−32 m Quantenschaum. 10−24 m Querschnittsradius von 1 MeV Neutrinos. 10−22 m Top Quark, der kleinste Quark. 10−20 m Bottom und Charm Quarks. 10−18 m Auf und Ab Quarks. 10−16 m Protonen und Neutronen. 10−14 m Elektronen und Kerne. 10−12 m Längste Wellenlänge von Gammastrahlung. 10−11 m Wasserstoff und Heliumatom. 10−10 m Kohlenstoffatome. 10−9 m Durchmesser der Desoxyribonukleinsäure-Helix. 10−8 m Kleinstes Virus (Porcines_Circovirus-1). 10−7 m Größter Virus (Megavirus). 10−6 m X-Chromosom. 10−5 m Typische Größe eines roten Blutkörperchens. 0,1 mm Breite des menschlichen Haares. 10 mm Fingerspitze. 1 m Größe eines Säuglings. 10m Größter Dinosaurier. 1 km Barringer-Kraters. 100 km Jamaica Island (235 km lang). 10000 km Durchmesser des Planeten Erde (12.742 km). 108 m Mondbahn (770.000km). 109 m Durchmesser der Sonne (1391400km). 1011 m Durchmesser des inneren Sonnensystems. (600.000.000 km) 1013 m Durchmesser des Sonnensystems. 1015 m Äußere Grenze der Oortsche Wolke. 1016 m Entfernung zu Alpha Centauri. 1018 m Messier 13 Kugelsternhaufen. 1020m Durchmesser der Milchstraße. 1022m Lokale Gruppe von Galaxien. 1023 m Typischer Galaxienhaufen (2 bis 10 Mpc). 1024 m Laniakea Supercluster. (160 Mpc) 1025 m wabenartigen Struktur des Universums. 1026m Durchmesser der Beobachtbares Universum. Das Universum ist größer als 1027 m und möglicherweise unendlich.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]