Hebbeker I (Fach) / E-Teilchen (Lektion)

Diese Lektion wurde von Yvonne_K erstellt.

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• Lichtgeschwindikeit ~ 3 * 10^8 m/s
• hquer hquer=h/2pi=1 * 10^{-34} Js
• eV 1.6 * 10^{-19} J
• Prinzipien der spez. Relativitätstheorie 1. Alle IS gleichberechtigt (Gesetze in allen IS die gleiche Form) 2. c ist gleich in allen IS
• Normaler relativistischer Dreierimpuls p=gamma * m * v
• Protonmasse m_p=0.938 GeV
• Was folgt aus Invarianz der Raum-Zeit gegenüber räumlichen und zeitlichen Translationen? Viererimpulserhaltung: Summe p_i = Summe p_j
• beta=? beta=v/c
• gamma=? gamma=1/sqrt(1-beta^2)
• E_kin=? E_kin=E-m
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• beta(E,p,m)=? beta=p/E
• gamma(E,p,m)=? gamme=E/m
• Zeitdilatation und Längenkontraktion? Zeitdilatation: Ein bewegtes Teilchen lebt aus Sicht des ruhenden Beobachters um einen Faktor gamma länger.   Längenkontraktion: Aus Sicht des bewegten Teilchens sind Strecken im ruhenden System um den Faktor gamma verkürzt.  
• Lebensdauer Myonen 2.2 mycro s
• typische Atmospärendicke 10 km
• Zerfallslänge? l=gamma beta tau
• Myon-Masse 106 MeV
• Schwerpunktsenergie von 2 Teilchen (p_1,p_2) Ecm^2=(p_1 + p_2)^2
• Schrödingergleichung i δ/δt Psi = H Psi
• Hamilton-Operator H = -1/(2m) Delta + V(r)
• Laplace-Operator Delta=d^2/dx^2 + d^2/dy^2 + d^2/dz^2
• Zeitunabhängige Schrödingergleichung E Psi = H Psi
• Was erfüllen nichtrelativistische spinlose Teilchen-Wellenfunktionen Schrödinger-Gleichung
• Was erfüllen relativistische Teilchen-Wellenfunktionen ohne Spin? Klein-Gordon-Gleichung
• Was erfüllen relativistische Teilchen-Wellenfunktionen mit Spin 1/2? Dirac-Gleichung
• Erwartungswert von Observablen g <g>= Int ( d^3 r Psi* (G Psi) )
• Was ist eine Quantenzahl? Ein diskreter Eigenwert einer Observablen
• Welche Observablen können gleichzeitig gemessen werden? Deren Operatoren vertauschen: [G1,G2]=G1G2-G2G1=0
• Impuls-, Energie- und Drehimpulsoperator? p=-i Delta E=i d/dt l=-i r x Delta
• Was ist ein Spin? Mögliche Quantenzahlen? Bahndrehimpulsquantenzahlen? Drehimpuls eines Teilchens in dessen Ruhesystem: 0,1/2, 1, 3/2 Bahndrehimpulsquantenzahlen ganzzahlig
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• Pauli-Prinzip Zwei Teilchen können nicht den gleichen Quantenzustand einnehmen, sie müssen sich durch mindestens eine Quantenzahl unterscheiden.
• Protonradius 1fm
• De-Broglie-Wellenlänge lambda=2pi/p
• hquer c =? 200 MeV * fm
• Sommerfeldsche Feinstrukturkonstante alpha = e^2 / 4 pi = 1/137
• Maximaler Radius von E-Teilchen 10^{-18}m
• Masse des Elektrons 511 keV
• Masse des Tau 1.78 GeV
• Masse u 5 MeV
• Masse des d 10 MeV
• Masse des c 1.3 GeV
• Masse des s 0.2 GeV
• Masse des b 4.3 GeV
• Lebensdauer tau 2.96 * 10^{-13}s
• Erläutere Quark und Leptonzahlerhaltung bei allen bekannten Wechselwirkungen erhalten. Additive Quantenzahlen. L=+1 Leptonen L= -1 Antileptonen Q=+1 Quarks Q= -1 Antiquarks   Bis heute nicht verstanden worauf Erhaltung zurückzuführen ist.
• K+ Quarkcontent (masse, lebensdauer, zerfallsprodukte) u anti-s (500 MeV, 10^{-8}, muon + neutrino (64%), pi+ und pi0 (21%))  
• pi+ quark-content (Masse)[Lebensdauer] (zerfall) u anti-d (140 MeV)[ 3 * 10^{-8} ] (mu+ neutrino)
• pi0 Lebensdauer (Zerfallsprodukte) 8 *  10 ^{-17}s (gamma, gamma)
• eta (quarkcontent, masse, lebensdauer, zerfall, spin) s anti-s, 550 MeV, 10^{-19}, gamma+gamma(39%), spin=0
• rho+ (quarkcontent, masse, lebensdauer, zerfall, spin) u anti-d, 770 MeV, 10^{-24}s, pi+ und pi0, spin=1

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