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Ruhemasse eines Protons und seine Auffälligkeiten
 
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LisaBrauchtHilfe



Anmeldungsdatum: 13.04.2020
Beiträge: 1

Beitrag LisaBrauchtHilfe Verfasst am: 13. Apr 2020 20:36    Titel: Ruhemasse eines Protons und seine Auffälligkeiten Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Ein Proton ist aus 3 Quarks zusammengesetzt, ein down- und 2 up-Quarks. Ermitteln Sie die Ruhemassen dieser beiden Quarks und schätzen Sie damit die Ruhemasse eines Protons ab.

Was fällt Ihnen auf ?

Meine Ideen:
Ruhemasse eines Protons:1,007 276 466 Mev
Die Masse des up-quarks beträgt: 2,2 MeV
Die Masse des down-quarks beträgt:4,7 Mev
Mit m = E/c² erhältst du die Masse

Was auffallen sollte ist das es eine energiedifferenz zwischen der Summe der Ruhemassen der Quarks und der Ruhemasse des Protons geben sollte.Man könnte erwarten das dies gleich sein sollte.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 13. Apr 2020 23:40    Titel: Antworten mit Zitat

Außerdem fällt noch auf, dass die Ruheenergie des Protons falsch recherchiert wurde. Diese beträgt nämlich 938 MeV.

Nils
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 14. Apr 2020 13:53    Titel: Antworten mit Zitat

Mir fällt auf, überall wird von ( Ruhe) Massen gesprochen, aber eine Einheit der Energie meV verwendet. Sollte man da nicht Gramm oder kG nehmen.
index_razor



Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 14. Apr 2020 14:12    Titel: Antworten mit Zitat

Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Mir fällt auf, überall wird von ( Ruhe) Massen gesprochen, aber eine Einheit der Energie meV verwendet. Sollte man da nicht Gramm oder kG nehmen.


Das ist zumindest in der Teilchenphysik übliche Konvention. Dort werden alle Massen in MeV oder GeV angegeben. Eine Konsequenz aus ist ja gerade, daß Masse und Energie in denselben Einheiten angegeben werden können.
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 14. Apr 2020 14:24    Titel: Antworten mit Zitat

Da kann was nicht stimmen.

Mit E = mc^2 ergibt sich für die Einheiten kg(m/s)^2 = kg*m^2/s^2 = Nm = J

1 eV = 1,6 * 10^-19 J

Wie kann jetzt eine Masse die Einheit eV oder Vielfaches davon tragen?
Zu mal man ja auch noch angibt durch Umstellen der Formel von Einstein die Masse in eV zu bekommen.m = E/ c^2.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 14. Apr 2020 14:32    Titel: Antworten mit Zitat

Da steckt nicht viel dahinter. Man gibt einfach die Masse in eV an, wohl wissend, dass damit eigentlich die Ruheenergie gemeint ist. Das ist sozusagen üblicher Laborslang unter Teilchenphysiker. Das ist kein Problem, solange jeder weiß, was gemeint ist. Aber du hast Recht, in einem öffentlichen Forum sollte man sich schon genauer ausdrücken.
index_razor



Anmeldungsdatum: 14.08.2014
Beiträge: 3259

Beitrag index_razor Verfasst am: 14. Apr 2020 16:34    Titel: Antworten mit Zitat

Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Da kann was nicht stimmen.

Mit E = mc^2 ergibt sich für die Einheiten kg(m/s)^2 = kg*m^2/s^2 = Nm = J

1 eV = 1,6 * 10^-19 J

Wie kann jetzt eine Masse die Einheit eV oder Vielfaches davon tragen?


Man wählt ja eben andere Einheiten, nämlich z.B. solche, in denen Längen in Lichtlaufzeiten mit der Einheit Sekunde angegeben werden. In solchen Einheiten hat die Lichtgeschwindigkeit den Wert c=1 und die Ruheenergie ist gleich der Masse ohne Umrechnungskonstante. Das ganze ist möglich weil c eine absolute Geschwindigkeit ist, die keine weiteren Bezugsgrößen benötigt.

Jede einheitenbehaftete Naturkonstante erlaubt übrigens solche Umrechnungen der Einheiten verschiedener physikalischer Größen. Man gibt auch die Temperatur manchmal in MeV an, weil die Boltzmann-Konstante eine entsprechende Umrechnung gestattet.

Das ganze ist weder Laborslang noch ungenau noch sonst irgendwie fragwürdig. Es handelt sich einfach um die Wahl eines praktischen Einheitensystems. Dafür muß man sich in einem öffentlichen Forum genauso wenig schämen, wie für die Verwendung des metrischen Systems im Alltag.
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 14. Apr 2020 16:55    Titel: Antworten mit Zitat

Wieder was gelernt.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 14. Apr 2020 17:29    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, das ist letztlich genau das, was ich mit "Laborslang" gemeint habe: eine Abweichung vom internationalen Einheitensystem aus praktischen Erwägungen. Natürlich ist da nichts fragwürdiges dabei, vorausgesetzt, dass allen Beteiligten bewusst ist, welches Einheitssystem gemeint ist.
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