Längenskalen

Längenskalen bezeichnet die charakteristischen Größenordnungen, in denen physikalische Prozesse auftreten und unterschiedliche Modelle gelten. Sie reichen von kosmischen Entfernungen bis zu subatomaren Strukturen und helfen, Phänomene und Messmethoden sinnvoll zu ordnen.

Typische Bereiche sind: Makro- bis Alltagsmaßstäbe von etwa 10^-2 bis 10^2 Meter, zu denen Gegenstände des täglichen Lebens und Bauwerke gehören. Menschliche Proportionen liegen typischerweise um 1 Meter. Mikroskopische Skalen liegen ungefähr zwischen 10^-6 und 10^-3 Meter; Zellen liegen im Bereich von ca. 10 μm, Bakterien oft im Bereich 1 μm. Molekulare und atomare Skalen umfassen Größenordnungen von 10^-9 bis 10^-10 Meter; Moleküle sind typischerweise wenige Angström bis ein Nanometer groß, Atome etwa 0,1 Nanometer.

Subatomare Kernskalen liegen um 10^-15 Meter (Kerngrößen), während der Planckbereich bei rund 10^-35 Meter liegt und in der Physik eher theoretisch eine Rolle spielt. Die jeweiligen Modelle reichen von klassischen Feldtheorien im Makrobereich über Quantenmechanik auf kleinstem Maßstab bis hin zur Teilchen- und Kernphysik.

Die Wahl der Längenskala bestimmt Beobachtungs- und Messmethoden, etwa Teleskopie und Fernerkundung auf kosmischen Skalen, Mikroskopie und Spektroskopie auf mikroskopischen bzw. molekularen Skalen oder Teilchenbeschleuniger für subnukleare Skalen.