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Xeal
Anmeldungsdatum: 29.05.2007
Beiträge: 243
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 Xeal Verfasst am: 13. Dez 2010 13:14 Titel: Energieangaben bei Stoßprozessen (Kernphysik) |
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Hallo Leute,
In einer Aufgabe wird folgende Reaktion betrachtet:
Ich habe folgende Fragen:
In einer Aufgabe werden Lithiumtargets mit "15 MeV" Protonen beschossen.
Bezieht sich diese Angabe rein auf die kinetische Energie, oder ist die Summe von kinetischer und Ruheenergie gemeint ?
Weiterhin wird gesagt: "4He wird unter einem Winkel von 84° mit E= 6,6 MeV nachgewiesen". Auch hier wieder die Frage: Ist E die kinetische Energie oder die Summe aus kinetischer und Ruheenergie ?
Viele Grüße
Zuletzt bearbeitet von Xeal am 03. Jan 2013 08:21, insgesamt einmal bearbeitet |
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o~O
Anmeldungsdatum: 30.11.2010
Beiträge: 184
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| o~O Verfasst am: 13. Dez 2010 13:40 Titel: |
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Soweit ich weiß, gibt man bei der Energie von Teilchen immer nur die kinetische an.
In der Röntgentechnik z.B. bezeichnet man Elektronen aus einer 150kV Anlage als 150keV Elektronen. Die 512 keV der Ruheenergie werden dabei nicht erwähnt. Nehme an das hängt damit zusammen, das die Ruheenergie ja für ein Teilchen konstant ist, und man diese stets direkt berechnen kann.
Aber definitive Aussagen sind recht schwer, besonders bei deiner 2ten Frage, da man natürlich das ganze auch anders definieren kann. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 13. Dez 2010 14:51 Titel: Re: Energieangaben bei Stoßprozessen (Kernphysik) |
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| Xeal hat Folgendes geschrieben: |
In einer Aufgabe werden Lithiumtargets mit "15 MeV" Protonen beschossen.
Bezieht sich diese Angabe rein auf die kinetische Energie, oder ist die Summe von kinetischer und Ruheenergie gemeint ?
Weiterhin wird gesagt: "4He wird unter einem Winkel von 84° mit E= 6,6 MeV nachgewiesen". Auch hier wieder die Frage: Ist E die kinetische Energie oder die Summe aus kinetischer und Ruheenergie ?
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Kleiner Wink mit dem Zaunpfahl:
Schau dir mal an, welche Ruheenergie ein Proton (und demnach ungefähr ein Heliumkern) hat. Klärt das deine Fragen sofort von selbst?  |
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o~O
Anmeldungsdatum: 30.11.2010
Beiträge: 184
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| o~O Verfasst am: 13. Dez 2010 15:08 Titel: |
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*Wieso bin ich da nicht auf diese Idee gekommen  * |
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Xeal
Anmeldungsdatum: 29.05.2007
Beiträge: 243
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| Xeal Verfasst am: 14. Dez 2010 17:08 Titel: Re: Energieangaben bei Stoßprozessen (Kernphysik) |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | Xeal hat Folgendes geschrieben: |
In einer Aufgabe werden Lithiumtargets mit "15 MeV" Protonen beschossen.
Bezieht sich diese Angabe rein auf die kinetische Energie, oder ist die Summe von kinetischer und Ruheenergie gemeint ?
Weiterhin wird gesagt: "4He wird unter einem Winkel von 84° mit E= 6,6 MeV nachgewiesen". Auch hier wieder die Frage: Ist E die kinetische Energie oder die Summe aus kinetischer und Ruheenergie ?
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Kleiner Wink mit dem Zaunpfahl:
Schau dir mal an, welche Ruheenergie ein Proton (und demnach ungefähr ein Heliumkern) hat. Klärt das deine Fragen sofort von selbst? |
Stuzig macht mich in der Tat folgendes:
Die relativistische Energie-Impuls beziehung lautet ja:
^2 + (pc)^2} \Leftrightarrow pc = \sqrt {E^2 - (mc^2)^2})
Angenommen, die 15 MeV bezeichnen die Gesamtenergie E, dann kann man die kinetische Energie pc nach obiger Formel ausrechnen. Für das Proton, mit einer Ruhemasse von ca. 
wäre der Radikant negativ.
Ich nehme also an, dass hier mit 15 MeV die kinetische Energie pc gemeint ist ?
Grüße
Zuletzt bearbeitet von Xeal am 03. Jan 2013 08:22, insgesamt einmal bearbeitet |
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BbM
Gast
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| BbM Verfasst am: 14. Dez 2010 17:57 Titel: |
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15MeV ist die kinetische Energie
Das ist aber nicht pc |
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Xeal
Anmeldungsdatum: 29.05.2007
Beiträge: 243
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| Xeal Verfasst am: 14. Dez 2010 18:04 Titel: |
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und wieso ist pc nicht die kinetische Energie ?
Ich dachte Impuls und kinetische Energie sind äquivalent .. ? Ob ich nun sage ein Teilchen hat den Impuls p oder die zugehörige kinetische Energie pc ist doch egal, oder nicht  |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18030
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| TomS Verfasst am: 14. Dez 2010 18:12 Titel: |
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In der Kern- und Elementarteilchenphysik wird immer die Gesamtenergie im Schwerpunktssystem angegeben; Gründe:
- das ist die für eine Reaktion in Summe zur Verfügung stehende Energie
- es handelt sich um eine relativistisch invariante Größe
Zur Berechnung: gegeben seien die Viererimpulse der Teilchen im Eingangskanal (üblicherweise zwei) bzw. im Ausgangskanal (zwei oder mehr). Dann berechnet man die Summe der Viererimpulse
})
Die invariante Masse lautet dann
Im Schwerpunktsystem ist
}_\mu = (E, 0))
und damit
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Xeal
Anmeldungsdatum: 29.05.2007
Beiträge: 243
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| Xeal Verfasst am: 15. Dez 2010 09:25 Titel: |
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Hallo,
Ich verstehs leider immernoch nicht.
@ TomS: Du sagst, man gibt immer die Gesamtenergie im Schwerpunktsystem an. D.h. Die Gesamtenergie der Protonen im Schwerpunktsystem beträgt 15 MeV ?
Vielleicht schreibe ich nochmal konkret, was ich machen soll:
Wir betrachten die Reaktion aus dem ersten post.
Das Lithiumtarget ruht zunächst. Die Protonen haben eine Energie von 15 MeV (...). 4He wird unter einem Winkel von 84° mit 6,6 MeV nachgewiesen. Mich interessiert nun der Winkel und die Energie von 3He.
Wie macht man das ? Ich hätte 4er Impulserhaltung aufgestellt und aus den gegebenen Größen nach der Energie von 3He aufgelöst.
Trotzdem stehe ich noch vor dem Problem, dass mir nicht klar ist, welche Energie die 15 MeV nun sind.. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18030
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| TomS Verfasst am: 15. Dez 2010 12:22 Titel: |
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Sorry, war wohl missverständlich.
Wenn Messergebnisse in der Kernphysik kommuniziert werden, dann erfolgt immer die Angabe der Schwerpunktsenergie. Das ist einfach Konvention, unmissverständlich, Lorentz-invariant usw.
Wenn Physikaufgaben gestellt werden, dann kann das schon mal anders sein - leider. Natürlich ist die Gesamtenergie in der genannten Aufgabe nicht 15 MeV, das kann ja gar nicht sein. Also muss man aus der Aufgabenstellung entnehmen, dass es sich offensichtlich um die kinetische Energie handelt. Genauso ist das bei den Alphateilchen.
Außerdem kannst du annehmen, dass es sich dann insgs. immer um Angaben im Laborsystem = dem Ruhesystem des Lithiumtargets handelt.
Zur Lösung hast du hast natürlich recht: du ermittelst sämtliche Vierervektoren mit den jeweiligen Impulsen und Winkeln, also
 = (E, p\vec{e}(\alpha)))
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Xeal
Anmeldungsdatum: 29.05.2007
Beiträge: 243
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| Xeal Verfasst am: 15. Dez 2010 20:50 Titel: |
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Super, danke für die Hilfe.
Jetzt noch ein Problem bei der Sache:
Ich habe ja zwei Teilchen die wegfliegen, sagen wir mit den Winkeln  und  .
Kann ich davon ausgehen, dass das schwerere Teilchen, mit dem kleineren Streuwinkel wegfliegen wird ?
Grüße
holger |
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DK
Gast
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| DK Verfasst am: 15. Dez 2010 21:00 Titel: |
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Nein davon kann man nicht ausgehen |
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