Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born /...

53
Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erzählt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007

Transcript of Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born /...

Page 1: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Die Zeit t --- physikalisch

Eine kurze Geschichte der Zeit, erzählt vonProf. Dr. Gernot Born / Physik19. Juni 2007

Page 2: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Zeiten..............

1 Leben(Mensch) 10 9 SekundenDas Alter der Welt Halbwertszeit von Polonium-2101 mikrojahrhundertMond einmal um die Erde1 Schwingung in Cs-133....................................

Page 3: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Zeiten....

1 Jahr = 3,156 * 107 Sekunden„Schaltsekunde (2h, Neujahrsnacht )1 Tag = 86400 s1s = 1 Herzschlag10 –7s = Periode von WDR-210-15 s = Periode einer atomaren Schwingung (Elektron im H-Atom )

Page 4: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Zeit Axiom ( ? )

Das Universum wurde zur Zeit t = 0 „erschaffen“ --- Big Bang Was war „vorher“?Unsere Erde wurde vor ca. 4,5 Milliarden Jahren „erschaffen“Woraus ?Radioaktiver Zerfall von Uran (U-235/8)

Page 5: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Radioaktiver Zerfall ----

N (t) = N0 * e-t * λ

Graph:

Page 6: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Gedämpfte Schwingung

Page 7: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Die Zeit t ---

--- eine physikalische Grundgröße

Page 8: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Heute-2007: Cs-Atomuhr

1s = 9 192 631 770 Schwingungen in einem ...............................Cs-133- Atom

Page 9: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Cäsium-Atomuhr in Braunschweig-PTB

Page 10: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Prinzipieller Aufbau der Cs-Uhr

Page 11: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Cs-2-Atomuhr

Page 12: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Von der PTB geht das Signal...

... Zum Langwellensender DCF 77 in Mainflingen bei Hanau.... Von dort : Bahnhofsuhren, WDR, ZDF.... Armbanduhren................ Hoch zu Satelliten, Flugzeugen, See-Wetterdienst in Hamburg,.................. Zu Cs-Uhren in Columbus/OH, USA..... Tokio, Beijing,.....

Page 13: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

.... Zu Satelliten

Page 14: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

...zu.....Satelliten (Galileo)

Page 15: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Ganggenauigkeit von Uhren....

Page 16: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Ganggenau wie die Atomuhr...

Page 17: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Reichweite des Senders DCF77

Page 18: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Geschichte der Zeitmessung

Sonnenuhren,......

Page 19: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Sanduhr, „Eieruhr“

Page 20: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Geschichte der Zeitmessung...

Chinesische Feueruhr

Page 21: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Geschichte der Zeitmessung...

Pendel, Pendeluhren... , Huygens, ca. 1650

Page 22: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Pendeluhr------Galilei, 1571 – 1643

Page 23: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Geschichte der Zeitmessung...

Wasseruhren....

Page 24: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Geschichte der Zeitmessung...

Stopuhren....Fehler:Persönliche Zeitgleichung....... ........Ca. O,15 s

Page 25: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Geschichte der Zeitmessung...

Page 26: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Auch unser Puls (=Herzschlag)

.... kann eine geeignete Zeitbasis sein........z.B. beim Joggen,.......Und auch in der Physik : Galilei

Page 27: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Fallversuche von Galileo Galilei

Das Gesetz des freien Falls: hat Galilei herausgefunden. Ob er am „Turm von Pisa“ experimentiert hat, ist ungewiss. In einer langen Fallrinne (=schiefe Ebene ) ließ er Kugeln rollen. Als Zeitmesser/Taktgeber nutzte er den Herzschlag. Mit einem Strich wurde der jeweilige Ort der Kugel markiert........

Page 28: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Galilei findet das Fallgesetz: Die Fallrinne ( = Schiefe Ebene )

Page 29: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Galilei findet das „Fallgesetz“

Galilei und sein Assistent untersuchen die beschleunigte Bewegung an einer Fallrinne.

Page 30: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Galilei findet das Fallgesetz

„...fanden wir stets, dass sich die Strecken verhielten wie die Quadrate der Zeiten.......“„...man sieht also, dass die in gleichen Zeiten durchlaufenen Wege sich wie die un-geraden Zahlen 1, 3, 5, 7, 9,...verhalten“1, 1+3=4, 1+3+5=9 1+3+5+7=16, Quadratzahlen (!)

Page 31: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Im „täglichen Leben“-auch heute:Aristoteles schlägt Galilei

91 % aller Schüler stimmen zu: „Eine Eisenkugel fällt schneller als eine Sty-ropor-/Holzkugel“Typisch: Aristoteles !Nur der Physiklehrer will´s anders----o.k., ihm zuliebe und wegen der Klausur wird Galilei gelernt.

Page 32: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Wenn sich die Geschwindigkeit v der Lichtgeschwindigkeit nähert.......,

....dann wird alles ganz anders !Albert Einstein: Spezielle Relativitätstheorie, 1905

Page 33: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Henrik Antoon Lorentz:Das Licht ist in beide Richtungen gleich schnell unterwegs. Der in Flugrichtung liegende Arm wird „irgendwie“ kürzer, bis beide Laufzeiten übereinstimmen

Lorentzkontraktion

Page 34: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Lorentz-Transformationen....

Dilatation der ZeitH.A. LorentzLängenkontraktion

Page 35: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.
Page 36: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Lorentz-Transformation

Page 37: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Lorentz-Transformation

Page 38: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Spezielle Relativitätstheorie/1905

Page 39: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Zwillings-Paradoxon

Page 40: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Zeit hat eine Richtung.....

... Mathematisch ist die Zeit ein Skalar, aber physikalisch...: Zeitpfeil A B früherspäter

Page 41: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

2 Filme ----

...welcher läuft „rückwärts“ ?

Page 42: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.
Page 43: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.
Page 44: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Wärmetod des Weltalls (???)

Page 45: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Die Schrödinger- Katze

Page 46: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Erwin Schrödinger 1887 - 1961

Page 47: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Erwin Schrödinger

Page 48: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Schrödinger-Katze

Page 49: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Sogar Bücher über die Katze....

Page 50: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Worum geht´s ?

Page 51: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.
Page 52: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

Lebt die Katze nach Zeit t ?Ist sie tot nach Zeit t ?

Zustand: 50%: sie lebt, 50 %: sie ist totNach Zeit t: SIE IST TOT !!Dann haben SIE sie getötet ! Rolle des Beobachters, Rolle des Messprozesses......

Page 53: Die Zeit t --- physikalisch Eine kurze Geschichte der Zeit, erz ä hlt von Prof. Dr. Gernot Born / Physik 19. Juni 2007.

„Früher“ waren die Zuhörer sehr aufmerksam, Ha, Ha, Ha,...... Dagegen waren S I E heute ein höchst-interessiertes Publikum. Merci!