Gleichzeitig besteht der Elektronen strahl aber nur aus einzelnen Elektronen. Dieses Ergebnis lässt sich nur dadurch erklären, dass das Elektron gleichzeitig Teilchen und Welle ist. Beliebte Inhalte aus dem Bereich
Quantenphysik
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Relativistische Energie Impuls Beziehung Herleitung In De
Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: Die Herleitung der relativistischen Masse(Energie)-Impuls-Beziehung ist recht einfach, wenn man nicht von den Newtonmechanik ausgeht
Die Verwendung der Einsteinschen Masse-Energieäquivalenz ist hier streng genommen nicht zulässig, weil Einstein sie nur für die Ruhemasse und die Ruheenergie hergeleitet hat. Hier geht es aber um die träge Masse. Dass die äquivalent zur Gesamtenergie ist, kann man zwar leicht nachweisen, wenn man ihre Geschwindigkeitsabhängigkeit kennt, aber genau die soll ja hergeleitet werden. So funktioniert das also nicht. Relativistische energie impuls beziehung herleitung in de. Da sich die SRT von der klassischen Mechanik nur durch die Transformation zwischen bewegten Bezugssystemen unterscheidet, gehe ich bei der Herleitung von der Newtonschen Dynamik aus (die ja unabhängig von der Transformation ist) und berechne dann, was daraus bei Galilei-Transformation und Lorentz-Transformation folgt. Zunächst einmal schränke ich die möglichen Geschwindigkeitsabhängigkeiten sinnvoll ein. Um das Relativitätsprinzip und die Additivität von Impulsen zu gewährleisten, lege ich beispielsweise fest, dass alle trägen Massen in allen Bezugssystemen die gleiche Geschwindigkeitsabhängigkeit haben sollen.
Relativistische Energie Impuls Beziehung Herleitung De
Dies wird auch in Abb. 2 deutlich. Abb. 2 Kinetische Energie einer Masse von \(m=1\, \rm{kg}\) in relativistischer und klassischer Rechnung Häufiger Fehler
Man könnte meinen bei der Berechnung der kinetischen Energie der Relativitätstheorie Genüge zu tun, wenn man in der klassischen Formel für die kinetische Energie \(E_{\text{kin}} = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\) die Masse durch die geschwindigkeitsabhängige relativistische Masse \(m_{\rm{rel}}\) ersetzt. De-Broglie-Wellenlänge von hochenergetischen Elektronen. Leider kommt man damit aber nicht auf die obige, korrekte Beziehung für die kinetische Energie. Elektronen besitzen eine Ruhemasse von \(m_0=9{, }11\cdot 10^{-31}\, \rm{kg}\), die Vakuumlichtgeschwindigkeit beträgt \(c=2{, }998\, \rm{\frac{m}{s}}\) und die Elementarladung \(1{, }602\cdot 10^{-19}\, \rm{C}\). Berechne die Ruheenergie von Elektronen in den Einheiten Joule und Megaelektronenvolt. Lösung
Für die Ruheenergie gilt\[{E_0} = {m_0} \cdot {c^2}\]Einsetzen der bekannten Größen führt zu\[{E_0} = 9{, }11 \cdot {10^{ - 31}} \cdot {\left( {2{, }998 \cdot {{10}^8}} \right)^2}J \approx 8{, }19 \cdot {10^{ - 14}}\, \rm{J}\]Umrechnung in Elektronenvolt\[{E_0} = \frac{{8{, }19 \cdot {{10}^{ - 14}}}}{{1{, }602 \cdot {{10}^{ - 19}}}}\, \rm{eV} \approx 5{, }11 \cdot {10^5}\, \rm{eV} = 511\, \rm{keV}=0{, }511\, \rm{MeV}\]
Die Ruheenergie eines Elektrons beträgt ca.
Relativistische Energie Impuls Beziehung Herleitung 2
Wird durch eine Kraft Impuls im Laufe der Zeit auf ein Teilchen übertragen, so ändert sich dadurch sein Impuls, d. h. Kraft ist Impulsübertrag pro Zeit:
Herleitung [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Sowohl der Impuls als auch die Energie eines Teilchens der Masse müssen in relativistischer Physik für jeden Beobachter additive Erhaltungsgrößen sein. Daraus lässt sich die Abhängigkeit des Impulses und der Energie von der Geschwindigkeit ableiten. Eine Herleitung ergibt sich auch aus der Wirkung
mit der Lagrangefunktion
Da die Lagrangefunktion nicht vom Ort abhängt (das heißt, die Komponenten sind zyklisch), ist die Wirkung invariant unter räumlichen Verschiebungen. Die nach dem Noether-Theorem zugehörige Erhaltungsgröße ist definitionsgemäß der Impuls. Relativistische energie impuls beziehung herleitung in nyc. Im vorliegenden Fall ist dies der zu konjugierte Impuls mit Komponenten
also
Da die Lagrangefunktion nicht von der Zeit abhängt, ist nach dem Noether-Theorem die Energie
eine Erhaltungsgröße. Die Geschwindigkeit als Funktion des Impulses ist
wie sie sich umgekehrt aus ergibt.
Gesamtimpuls vor dem Stoß:
Der Gesamtimpuls vor dem Stoß entspricht nur dem Impuls des Photons \( \boldsymbol{p} ~+~ \boldsymbol{P} ~=~ \boldsymbol{p}\), da das ruhende Elektron vor dem Stoß keinen Impuls \(\boldsymbol{P}\) hat. Gesamtimpuls nach dem Stoß:
Nach dem Stoß hat das Photon einen unbekannten Impuls \( \boldsymbol{p}' \). Das Photon ist mit dem Elektron zusammengestoßen, weshalb das Elektron ebenfalls einen Impuls \( \boldsymbol{P}' \) bekommen haben könnte. Die Impulserhaltung, die besagt, dass der Gesamtimpuls vor dem Stoß GLEICH dem Gesamtimpuls nach dem Stoß sein muss, liefert folgende Gleichung: Die Energie des Photons vor dem Stoß ist gegeben durch: Hierbei ist \( \lambda \) die Wellenlänge des Photons vor dem Stoß. Wir setzen die Wellenlänge im Experiment als bekannt voraus, weil wir sie selbst wählen. Physik Libre. Gesamtenergie vor dem Stoß: Wie sieht es mit der Energie des Elektrons vor dem Stoß aus? Sie ist jedenfalls NICHT Null, was man aus dem Ruhezustand des Elektrons schließen könnte...