Äquivalenz von Masse und Energie & relativistische Energie-Impuls-Beziehung
Inhalt Äquivalenz von Masse und Energie - Erläuterung E= mc² - Herleitung relativistische Energie-Impuls-Beziehung
E= mc² Konsequenz der speziellen Relativitätstheorie Masse-Energie-Äquivalenz-Gesetz -> Energie und Massenänderung hängen untrennbar zusammen ΔE = Δmc² E= mc² darf nicht verstanden werden als Umwandlung von Masse in Energie und umgekehrt! -> nur gegenseitige Zuordnung
E= mc² Ruheenergie: jedes physikalische System mit der Ruhemasse m0 besitzt eine Ruheenergie E0= m0c² Gesamtenergie: Summe aus Ruheenergie E0 und kinetischer Energie Ekin E= E0+ Ekin -> E= mc² mit m= 𝑚0 1− 𝑣² 𝑐² -> E= 𝒎0 𝟏− 𝒗² 𝒄² 𝒄²
E= mc² Anwendung: - Bestimmung von Bindungsenergien in der Kernphysik - mit Energieübertragung ΔE verbundene Änderung der Masse Δm= Δ𝐸 𝑐² (Massendefekt)
Herleitung E= mc²
Relativistische Energie-Impuls-Beziehung Erhaltungssätze in klassischer Physik: Energiesatz: In einem abgeschlossenen System ist die Summe aller Energien zeitlich konstant. Impulssatz: In abgeschlossenen Systemen, auf die von aussen keine Kräfte wirken, ist der Gesamtimpuls zeitlich konstant.
Relativistische Energie-Impuls-Beziehung Impuls-Energie ist die Erhaltungsgröße der speziellen Relativitätstheorie Zwischen Gesamtenergie E und Impuls p besteht die Beziehung: E²= c²p²+ E0² oder E= m0²c4+p²c²
Quellen Stationen 5 und 8 vom Stationenlernen zur Speziellen Relativitätstheorie Metzler Physik: S.366-370 http://www.leifiphysik.de/web_ph12/grundwi ssen/07reldyn/formeln.htm