Physik - Relativitätstheorie Aufgabe?
Es geht um 4 und 5. Ich bin sehr schlecht in Physik und wollte fragen, ob mir jemand dabei helfen kann diese Aufgaben zu lösen… Ich möchte es wenigstens versuchen zu verstehen.
Vielen Dank im voraus.
2 Antworten
Zu 4: Das ist einfach E=m*c^2
Nach Masse umstellen und ausrechnen.
Zu 5: https://virtuelle-experimente.de/kanone/klassisch/beschleunigungsphase.php
Hallo Hava340,
gerade die 4. Aufgabe ist sehr einfach zu lösen, indem Du einfach die im Beschleuniger zugeführte kinetische Energie Eₖ = 20,5 GeV = 20500 MeV zur Ruheenergie E₀ = 0,511 MeV addierst. Letztere fällt nicht ins Gewicht:
(1) E = E₀ + Eₖ = 20500,511 MeV
Die sog. dynamische Masse ist nichts anderes als die Masse E₀⁄c² des Elektrons selbst plus die der "mitgeschleppten" kinetischen Energie Eₖ⁄c², die hier aber sowieso klar dominiert. Es ist mehr Masse als die von 21 Protonen (E₀ ≈ 0,94 GeV).
Die Geschwindigkeit oder vielmehr das Tempo v eines so stark beschleunigten Elektrons ist vom Lichttempo c kaum noch zu unterscheiden. Das Verhältnis (E₀ + Eₖ)⁄E₀ ist nämlich durch den in der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) allgegenwärtigen LORENTZ- Faktor γ gegeben:
(2.1) (E₀ + Eₖ)⁄E₀ = γ := 1/√{1 − (v⁄c)²}
Davon Kehrwert und ausquadrieren ergibt
(2.2) E₀/(E₀ + Eₖ) = 1 − v²⁄c²,
und das nach v² umgestellt und Quadratwurzel gezogen ergibt
(2.3) v = √{1 − E₀²/(E₀ + Eₖ)²},
was Du für Aufgabe 5 verwenden kannst, mit E₀ = 511 keV und E₀ + Eₖ = 1311 keV.
Vielen Dank, Sie haben mir sehr geholfen !!