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Myon und Zeitdilatation
Karin DerksenUniversität Bielefeld
Proseminar Physik 2014
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Zu den Sternen ...
Reise zum Stern Achernar
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Das Myon
● entsteht durch kosmische Strahlung in 10km Höhe● „Bruder“ des Elektrons
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Das Problem
● mittlere Lebensdauer τ = 2,2µs● Halbwertszeit T = ln(2)τ = 1,5µs● v = 0,998c
→ klassisch: Myon legt im Schnitt 660m zurück
Myonzerfall:
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Die Lösung: SRT
Einstein postulierte:
1. Physikalische Gesetze gelten in allen Inertialsystemen.
2. Lichtgeschwindigkeit ist konstant.
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Lorentz-Transformation
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Folgen der SRT
Relativität der Gleichzeitigkeit:
Jedes System hat seine eigene Gleichzeitigkeit.
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Folgen der SRT
Längenkontraktion:
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Folgen der SRT
Zeitdilatation:
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… und das Myon?
Bezugssystem Myon: Längenkontraktion
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… und das Myon?
Bezugssystem Erde: Zeitdilatation
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„Zwillingsparadoxon“ mit Myonen
● Gruppe 1: ruhende Myonen
● Gruppe 2: sich bewegende Myonen (γ = 65)
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Zurück zur Sternreise
Relativistisch betrachtet: Längenkontraktion!
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Quellen
• D. Anselmetti: Vorlesungsskript Einführung in die Physik III, Uni Bielefeld, WS13/14
• D. Bödeker: Vorlesungsskript Theoretische Physik II, Uni Bielefeld, SS14
• W. Greiner, J. Rafelski: Spezielle Relativitätstheorie, Verlag Harri Deutsch
• W. Nolting: Grundkurs Theoretische Physik 4, Springer
• P. Tipler: Physik, Springer
• D. Böhm-Schweizer: www.astrokramkiste.de
• DPG: www.weltderphysik.de
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Bildquellen• http://neutron.magnet.fsu.edu/images/muon_creation.jpg
• http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/relativ/muon.html
• http://www.scienceinschool.org/repository/images/issue19neutrinos9_l.jpg
• http://www.zamandayolculuk.com/cetinbal/PU/uzay-zaman-bukulmesi.PNG
• http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2003.web.dir/Eddie_Trochim/LorentzTransformation01.GIF
• http://www.schmidt-sielex.de/relativitaet/pics/folie42.gif
• http://web.physik.rwth-aachen.de/~hebbeker/web-hu-lectures/hu-lectures/www-eep.physik.hu-berlin.de/_hebbeker/lectures/tipl349.gif
• http://www.enrico-heine.de/docs/einstein/pics/abb6.gif
● http://www.weltderphysik.de/media/?tx_wdpmedia_pi2[image]=1210&tx_wdpmedia_pi2[action]=image&tx_wdpmedia_pi2[controller]=Gallery&cHash=1bbd43d8f515d42da5bd148e242a2191
● http://wiki.astro.com/imwiki/de/Achernar_Eridanus.jpg