»HI-cubit«

»HI-cubit1«, 2010, wood, glass, steel, brass, gold, silver, marble, bone, 131 × 134 × 22.5 cm
»HI-cubit2«, 2010, aluminum, reflective vinyl, steel, variable dimensions

Two-piece work consisting of:

1. A rod measuring 1182.5 mm long and 21.1 mm in diameter is positioned in the center of the exhibition room set on a white pedestal in a wooden display case. The rod is divided into segments of varying length of different materials.

2. Affixed to all the exhibition walls in the room and between the opposite walls there are red rods with a scale of white markings.

The surface of the rods consists of red and white reflecting material, which lends them the decidedly technical appearance of measuring instruments. By virtue of these measuring rods the width of every wall surface, the distances between the opposite walls and the height of the room are measured.

The scale on the rods is a series of markings, which are produced through the subdivision of the rod in the display case; the rod acts as the reference measure for measuring the room, as a reference scale.

Background to the subdivisions on the measuring rod:

The references underlying the scale on the measuring rod are lengths and ratios thereof, derived from the emission spectrum of the chemical element hydrogen. The one is the relationship between the distances of the visible emission spectral lines of hydrogen. The other is the wavelength of a certain spectral line in the radio waves frequency range known as the hydrogen line or HI Line. Hydrogen is the most frequently occurring chemical element in the universe.

In its subdivision the rule is modeled on the subdivisions of pre-metric linear units of measure. The ratios of the subdivision into 28 digiti (fingers) corresponds to 1 cubitus (cubit), 16 digiti corresponds to 1 pes (foot) and 4 digiti corresponds to 1 palma (palm) refer to pre-metric measuring systems, which had a practical foundation. If you measure off the distance of a foot on a rule using a piece of string you can arrive at the subdivisions by repeatedly folding the string and halving the length measured off. Folding it twice produces the length of a palma to 4 digiti, folding another two times the length of a digitus. 7 palmae produce the cubit (cubitus) to 28 digiti.

Both the visible spectral lines but also the HI line itself are used for measuring instruments though in a different manner. Given the fact that every element has its own characteristic spectral lines they are used to analyze constituents, e.g., in spectroscopy.

Spectral lines and in particular the HI line are also employed in a different way to measure length. For example, in astronomy, it can be used to calculate the Doppler shift and thus to measure the distance to a certain point in our galaxy.

Spectral lines
The radiation of certain wavelengths is emitted when an electron falls back from a higher to a lower energy level of its path around the atomic nucleus. When this radiation is fanned out as happens when it passes through a prism characteristic spectral lines are produced for every element. In sunlight with the aid of a prism you can see the visible spectrum fanned out to the colors of a rainbow.

In the hydrogen emission spectrum there are only four lines in the range visible to the human eye. In addition, there are spectral lines in the infra-red and ultraviolet range but also the HI line in the radio wavelength range (UHF) of the electromagnetic spectrum.

HI Line
The hydrogen line is a spectral line in the hyperfine structure of neutral hydrogen, which occurs owing to the difference in energy between the parallel and anti-parallel spin-orientation of the electron relative to the spin of the proton with a frequency of some 1.42 gigahertz. This is equivalent to a wavelength of roughly 21.1 cm.

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»HI-cubit1«, 2010, Holz, Glas, Stahl, Messing, Gold, Silber, Marmor, Knochen 131 × 134 × 22,5 cm
»HI-cubit2«, 2010, Aluminium, Reflektorfolie, Stahl, Maße variabel

Zweiteilige Arbeit bestehend aus:

1. Einer zentral im Ausstellungsraum auf einem weißem Sockel aufgestellten Holzvitrine, in der sich ein 1182,5 mm langer Stab mit 21,1 mm Durchmesser befindet. Der Stab ist in Segmente verschiedener Länge aus unterschiedlichen Materialien unterteilt.

2. Im Raum an sämlichen Ausstellungswänden und zwischen gegenüberliegenden Wänden angebrachte rote Stangen mit einer Skala aus weißen Markierungsstrichen.

Die Oberfläche der Stangen besteht aus rotem und weißem Reflektormaterial, wodurch sich die stark technische Anmutung von Messinstrumenten ergibt. Durch diese Messstäbe wird die Breite jeder Wandfläche, die Abstände der gegenüberliegenden Wände sowie die Höhe des Raumes messtechnisch abgenommen.

Die Skala auf den Messstäben ist eine Aneinanderreihung der Markierungen, die sich durch die Unterteilungen des Stabes in der Vitrine ergeben; dieser fungiert als das Referenzmaß für die Vermessung des Raumes, als Referenzmaßstab.

Hintergrund der Unterteilungen auf dem Maßstab:

Die der Skala des Maßstabes zugrundliegenden Referenzen sind Längen und Längenverhältnisse, die aus dem Emissionsspektrum des chemischen Elements Wasserstoff hervorgehen. Zum einen ist es das Verhältnis der Abstände der sichtbaren Emissions-Spektrallinien von Wasserstoff. Zum anderen ist es die Wellenlänge einer bestimmten Spektrallinie im Radiowellen-Frequenzbereich, der sog. Wasserstoff-Linie oder auch HI-Linie. Wasserstoff ist das häufigste im Universum vorkommende chemische Element.

In seiner Unterteilung ist der Maßstab an die Unterteilungen vormetrischer Längenmaßeinheiten angelegt. Die Verhältnisse der Unterteilung in 28 digiti (Finger) entspricht 1 cubitus (Elle), 16 digiti entspricht 1 pes (Fuß) und 4 digiti entspricht 1 palma (Handbreit) beziehen sich auf vormetrische Maßsysteme, die funktionsbedingt praktisch angelegt waren. Greift man den Abstand eines Fußes an einem Maßstab mit einer Schnur ab, erhält man die feineren Unterteilung dadurch, dass man die abgegriffene Länge durch Zusammenfalten der Schnur immer wieder halbiert. Ein zweimaliges Zusammenlegen ergibt die Länge einer palma zu 4 digiti, weiteres zweimaliges Zusammenfalten ergibt die Länge eines digitus. 7 palmae ergeben die Elle (cubitus) zu 28 digiti.

Sowohl die sichtbaren Spektrallinien als auch die HI-Linie selbst sind auf unterschiedliche Art und Weise selbst Instrumente des Messens. Durch die Tatsache, dass jedes Element eine eigene Spektrallinien-Charakteristik aufweist, werden sie zum Analysieren von Inhaltsstoffen benutzt, z.B. bei der Spektroskopie.

Spektrallinien und besonders die HI-Linie werden auch auf andere Weise zur Längenmessung verwendet. In der Astronomie lässt sich z.B. mit ihrer Hilfe durch Ermitteln der Dopplerverschiebung die Distanz zu einem bestimten Punkt in unserer Galaxie messen.

Spektrallinien
Strahlung bestimmter Wellenlängen werden emittiert, wenn ein Elektron vom höheren zu einem tieferen Energieniveau seiner Bahn um den Atomkern zurückfällt. Beim Auffächern dieser Strahlung z.B. durch ein Prisma ergeben sich die für jedes Element charakteristischen Spektrallinien. Bei Sonnenlicht kann man das sichtbare Spektrum mit Hilfe eines Prismas zum Farbverlauf eines Regenbogens aufgefächert sehen.

Beim Wasserstoff-Emissionsspektrum liegen nur vier Linien im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich. Daneben gibt es weitere Spektrallinien im Infrarot- und Ultraviolettbereich sowie die HI-Linie im Radiowellenbereich (UHF) des elektromagnetischen Spektrums.

HI-Linie
Die Wasserstoff-Linie ist eine Spektrallinie in der Hyperfeinstruktur von neutralem Wasserstoff, die durch den Energieunterschied zwischen der parallelen und antiparallelen Spin-Orientierung des Elektrons relativ zum Spin des Protons mit einer Frequenz von etwa 1,42 Gigahertz auftritt. Dies entspricht einer Wellenlänge von ca. 21,1 cm.

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