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Energieverlust bei elastischem Stoß
 
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Wiam



Anmeldungsdatum: 31.10.2022
Beiträge: 59

Beitrag Wiam Verfasst am: 27. Nov 2022 18:48    Titel: Energieverlust bei elastischem Stoß Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo:)
Ich habe eine Frage zur folgenden Aufgabe:
Nehmen Sie im Folgenden an, dass es sich bei den Streuprozessen um zentrale und vollständig elastische Stöße handelt. Bestimmen Sie, welchen Anteil an kinetischer Energie ein Neutron verliert, wenn es mit folgenden Teilchen bzw. Kernen zusammenstößt:
(a) Proton (normaler Wasserstoffkern, Masse 1,01 m(klein u)
Die Masse des Neutrons beträgt in atomaren Masseneinheiten (m(klein u) = 1,6605*10^(-27) kg) gerade 1,01 m(kleinu).

Meine Überlegung war, dass ich den Impuls des Neutrons vor dem Stoß plus den Impuls des Protons vor dem Stoß mit den 2 Stößen nach dem Stoß gleichsetze. Jedoch wird mir hier ja keine Geschwindigkeit gegeben, wie soll ich hier denn vorgehen, wenn ich nur die Masse gegeben habe.

Danke vorab:)
Liebe Grüße

Meine Ideen:
m1v.d.S * v1v.d.S + m2v.d.S * v2v.d.S = m1n.d.S * v1n.d.S + m2n.d.S * v2n.d.S

v.d.S. = vor dem Stoß
n.d.S. = nach dem Stoß
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583

Beitrag franz Verfasst am: 27. Nov 2022 19:02    Titel: Antworten mit Zitat

Warum nicht auf einen ruhenden Kern schießen? Und dann würde ich mir eine etwas sparsamere Indizierung wählen, vielleicht v1, v2 vorher und u1, u2 nachher?
Wiam



Anmeldungsdatum: 31.10.2022
Beiträge: 59

Beitrag Wiam Verfasst am: 27. Nov 2022 19:49    Titel: Antworten mit Zitat

Aber selbst dann, wie soll ich das berechnen, wenn mir nichts anderes als die Masse gegeben wird?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5270

Beitrag Myon Verfasst am: 27. Nov 2022 20:01    Titel: Antworten mit Zitat

Gefragt ist nur der Anteil der kinetischen Energie, den das Neutron durch den Stoss verliert. Dieser ist unabhängig vom Impuls des Neutrons vor dem Stoss. Allerdings muss man wissen, ob der Stoss auf ein ruhendes Teilchen stattfindet bzw. in welchem Bezugssystem man das Ganze betrachtet.
Wiam



Anmeldungsdatum: 31.10.2022
Beiträge: 59

Beitrag Wiam Verfasst am: 27. Nov 2022 20:13    Titel: Antworten mit Zitat

@Myon was bedeutet das? Welche Formel muss man hier verwenden?
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5270

Beitrag Myon Verfasst am: 27. Nov 2022 20:31    Titel: Antworten mit Zitat

Aus der Energie- und Impulserhaltung folgt für die Geschwindigkeit u1 nach dem Stoss (vgl. hier mit v2=0):



Was bedeutet das also für die kinetische Energie, um welchen Anteil nimmt sie ab?
Wiam



Anmeldungsdatum: 31.10.2022
Beiträge: 59

Beitrag Wiam Verfasst am: 27. Nov 2022 20:35    Titel: Antworten mit Zitat

Aber mein Problem ist ja, dass ich nur m gegeben hab…
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5270

Beitrag Myon Verfasst am: 27. Nov 2022 20:39    Titel: Antworten mit Zitat

Weshalb? In a) soll das Neutron auf ein Proton stossen.
Wiam



Anmeldungsdatum: 31.10.2022
Beiträge: 59

Beitrag Wiam Verfasst am: 27. Nov 2022 20:43    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, aber mit welcher Geschwindigkeit ? Ich hab ja nicht gegeben wie schnell das Neutron ist
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5270

Beitrag Myon Verfasst am: 27. Nov 2022 21:13    Titel: Antworten mit Zitat

Wiam hat Folgendes geschrieben:
Ja, aber mit welcher Geschwindigkeit ? Ich hab ja nicht gegeben wie schnell das Neutron ist

Der Anteil, um den die kinetische Energie abnimmt, ist unabhängig von der Geschwindigkeit des Neutrons.

Für die kinetische Energie vor- bzw. nach dem Stoss gilt (folgt aus der Gleichung in meinem 1. Beitrag)



Um welchen Anteil nimmt also die kinetische Energie des Neutrons ab? Gesucht ist der

Wiam



Anmeldungsdatum: 31.10.2022
Beiträge: 59

Beitrag Wiam Verfasst am: 27. Nov 2022 22:08    Titel: Antworten mit Zitat

Für was genau steht E und E‘?
Wiam



Anmeldungsdatum: 31.10.2022
Beiträge: 59

Beitrag Wiam Verfasst am: 27. Nov 2022 22:15    Titel: Antworten mit Zitat

Ist das richtig?


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Aruna



Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 503

Beitrag Aruna Verfasst am: 28. Nov 2022 04:57    Titel: Antworten mit Zitat

Wiam hat Folgendes geschrieben:
Ist das richtig?


das wäre richtig für m_2 = 0 oder m_2 = unendlich
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15902

Beitrag TomS Verfasst am: 28. Nov 2022 09:57    Titel: Antworten mit Zitat

Wiam hat Folgendes geschrieben:
Ist das richtig?

Zahlen einsetzen bevor die Formel verstanden ist, bringt nichts.

E und E' stehen für die Energien vor sowie nach dem Stoß.

Ob du einen ruhenden Kern annehmen darfst, geht aus der Aufgabenstellung nicht hervor (leichter wird's dadurch natürlich schon). Genauso wenig wird klar, ob du nicht-relativistisch rechnen darfst. Ich setze letzteres im Folgenden mal voraus.

Die Aufgabe verlangt, den Anteil der kinetischen Energie zu bestimmen, den das Neutron verliert.

Der Impulserhaltungssatz für Neutron (mit p, m) und Kern (mit P, M) besagt



Der Energieerhaltungssatz lautet



Gefragt ist nach dem Anteil der kinetischen Energie, den das Neutron verliert, also



Eliminieren von p' und P' liefert dies als Funktion von p, P.

_________________
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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