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[quote="TomS"]Du betrachtest den Zerfall [latex]X \to Y + e^-[/latex] im Ruhesystem von X, d.h. dass der (erhaltene) Gesamtimpuls P verschwindet. Für die Massen gilt [latex]m_Y = m_X - \Delta m[/latex] wobei letzteres nicht der Masse des Elektrons entspricht, da Massen in der RT i.A. nicht additiv sind!! Vor dem Zerfall ist die (erhaltene) Gesamtenergie gegeben durch die Ruheenergie von X, d.h. [latex]E = m_X c^2[/latex] Nach dem Zerfall ist die Gesamtenergie gegeben durch die Summe der Energie von Y sowie der des Elektrons. Da wir uns im Schwerpunktsystem befinden, ist auch nach dem Zerfall P = 0, d.h. Y sowie das Elektron tragen beitragsmäßig gleichen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Impuls p. [latex]E = \sqrt{\left(m_Y c^2\right)^2 + (pc)^2} + \sqrt{\left(m_e c^2\right)^2 + (pc)^2}[/latex] Mittels Gleichsetzen der beiden Energien folgt eine (etwas kompliziertere) Gleichung, aus der der unbekannte Impuls p berechnet werden kann. Die "Energie der Betastrahlung" wäre zunächst die Gesamtenergie des Elektrons. Allerdings dürfte hier wohl eher der rein kinetische Anteil gemeint sein, also [latex]E_e^\text{kin} = \sqrt{\left(m_e c^2\right)^2 + (pc)^2} - \left(m_e c^2\right)[/latex] Die Kunst bei der Lösung ist m.E. nur das Finden einer sinnvollen Näherung um die Wurzeln loszuwerden.[/quote]
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TomS
Verfasst am: 10. Jun 2013 16:23
Titel:
Es ist sicher lästig, aber man kann das direkt und ohne Näherung ausrechnen. Ich setze dazu c=1, die Potenzen von c können im Endergebnis einfach wieder eingeführt werden.
Zunächst
Gleichsetzen
Umstellen
Quadrieren
Umstellen
Nun wollen wir ja die kinetische Energie des Elektrons berechnen. D.h.
In geeigneter Näherung, d.h. Vernachlässigen der kleinen Terme in der letzten Gleichung erhält man
Bitte nochmal prüfen ...
Ich
Verfasst am: 10. Jun 2013 15:28
Titel:
Zitat:
Die Kunst bei der Lösung ist m.E. nur das Finden einer sinnvollen Näherung um die Wurzeln loszuwerden.
Die wäre wohl
und damit
- zumindest in einer Schulklausur. Urangutanklaus' Ansatz würde also passen.
Allerdings komme ich so auf 546 keV Gesamtenergie fürs Elektron. Warum man da die Ruhemasse mitzählt weiß ich nicht, vielleicht weil es kein Baryon ist.
TomS
Verfasst am: 10. Jun 2013 12:05
Titel:
Du betrachtest den Zerfall
im Ruhesystem von X, d.h. dass der (erhaltene) Gesamtimpuls P verschwindet.
Für die Massen gilt
wobei letzteres nicht der Masse des Elektrons entspricht, da Massen in der RT i.A. nicht additiv sind!!
Vor dem Zerfall ist die (erhaltene) Gesamtenergie gegeben durch die Ruheenergie von X, d.h.
Nach dem Zerfall ist die Gesamtenergie gegeben durch die Summe der Energie von Y sowie der des Elektrons. Da wir uns im Schwerpunktsystem befinden, ist auch nach dem Zerfall P = 0, d.h. Y sowie das Elektron tragen beitragsmäßig gleichen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Impuls p.
Mittels Gleichsetzen der beiden Energien folgt eine (etwas kompliziertere) Gleichung, aus der der unbekannte Impuls p berechnet werden kann. Die "Energie der Betastrahlung" wäre zunächst die Gesamtenergie des Elektrons. Allerdings dürfte hier wohl eher der rein kinetische Anteil gemeint sein, also
Die Kunst bei der Lösung ist m.E. nur das Finden einer sinnvollen Näherung um die Wurzeln loszuwerden.
Urangutanklaus
Verfasst am: 10. Jun 2013 11:32
Titel: Energieberechnung Beta-Strahlung
Meine Frage:
In der Klausur, die ich eben schrieb sollte die Energie der Betastrahlung beim Zerfall von Sr - 90 berechnet werden
Sr-90 -> Y-90 + e(-)
Meine Ideen:
Ich habe die Massendifferenz wie folgt berechnet:
dm = m(Sr) - ( m(Y) + m(e) )
Dabei habe ich mir gedacht, dass die Masse des Elektons ja bestehen bleibt und nicht in Energie umgewandelt wird. Ich habe eine Energie von ca. 75 keV berechnet und als kinetische Energie des Beta-Teilchens betrachtet.
Als ich gerade nach dem Zerfallsschema von Sr-90 schaute, stellte ich fest, dass die Beta-Energie >500 keV beträgt. Das heißt doch, dass die Masse des Elektrons ebenfalls als Energie betrachtet wurde.
Wo ist da mein Denkfehler? Die Masse des Elektrons bleibt doch bestehen?