Tests der RelativistischenEnergie-Impuls-Beziehung

INHALT

ERSTE EXPERIMENTE

PRÄZISIONSMESSUNGEN

BERTOZZI-EXPERIMENT

WAS IST HOCHENERGIE

HOCHENERGIEEXPERIMENTE IM TEILCHENBESCHLEUNIGER

Energie-Impuls-Beziehung• Die Masse m• Die Geschwindigkeit des Körpers v• Lichtgeschwindigkeit c

Daraus resultiert in der klassischen Mechahnick der Impuls

und die kinetische Energie

Energie-Impuls-BeziehungDie Relativitätstheorie besagt unter anderem, dass die Lichtgeschwindigkeit in Inertialsystemen eine unerreichbare Grenzgeschwindigkeit darstellt. Dies drückt auch die relativistische Energie-Impuls-Beziehung aus:

Daraus folgen die Beziehungen für die Ruheenergie , relativistische Energie (Ruhe + Bewegung) E, kinetische Energie und Impuls von massebehafteten Teilchen:

Aber nur wo:

Präzisionsmässungen

• In Übereinstimmung mit der Relativitätstheorie

• Welche Werte könnten die ersten Prezissionsmässungen in Übereinstimmung mit der Relativitätstheorie ergeben?

Präzisionsmessungen

• Eine erste kleine Hilfe:– Stellen Sie die Resultate in einem

Liniendiagramm dar und beschriften Sie die zwei Achsen mit• Impuls/Masse*Geschwindigkeit• Lichtgeschwindigkeit

• Zweiter Tipp:– Denken Sie an folgende Regel:

Was ist Hochenergie?

Der Teilchenbeschläuniger:

Hochenergie im Teilchenbeschleuniger• In modernen Teilchenbeschleunigern werden die Vorhersagen

der speziellen Relativitätstheorie bei hohen Energien routinemäßig bestätigt und sind notwendig für Design und Auswertung von Kollisionsexperimenten.

• Die Zeitdilatation bewegter Teilchen wird beim Zerfall instabiler Teilchen beobachtet.

• Das relativistische Additionstheorem der Geschwindigkeit ist notwendig zum Verständnis der Verteilung der Synchotonstrahlung.

• Für Geschwindigkeitsunterschiede zwischen 11GeV Elektronen und sichtbarem Licht gilt folgende Formel:

• Die maximale Obergrenze legt sich wie folgt fest:

Fragen?