Atomphysik-Relativismus oder Nichtrelativismus

…das ist hier die Frage!

Doch erst einmal: Hallo zusammen,

da mich eine ganz bestimmte Aufgabe nun schon seit geraumer Zeit beschäftigt, ich von der Richtigkeit meiner Lösung aber alles andere als überzeugt bin…wende ich mich hiermit „hoffnungsvoll“ an euch.x3

Aufgabenbeispiel:

„Die Energie von Alphastrahlen kann mit entsprechendem Versuchsaufbau gemessen werden. Dabei lenkt man die Strahlung in einem homogenen Magnetfeld auf eine Kreisbahn. Das Feld sei auf das Quadrat (Länge a= 5,40cm) begrenzt.“

Frage: Bei der magnetischen FLussdichte B= 10,8T registriert man eine recht hohe Zählrate. Wie groß ist der zugehörige Impuls p des Alphateilchens?

Was mich hierbei etwas verunsichert ist, dass einige inhaltlich „entfernt“ ähnlich strukturierte Aufgaben rein mit relativistischer Rechnung lösbar waren.

Doch ist das auch hier zwingend notwendig?
Und falls ja, wie setze ich da richtig an?

Ich selbst habe mit den Formeln:

p= m*v,

Fl=Fz --> evB = m*(v²:r) gearbeitet.

Da sich Alphateilchen mit etwa 10% der Lichtgeschwindigkeit bewegen, die Ladung eines Elektrons bekannt und T gegeben ist, blieb „m“ als einzige Variable bestehen.

Das Ergebnis habe ich dann von kg in u umgerechnet und in die Gleichung der Leistung eingesetzt.

Fraglich nur, ob das alles nicht von vornherein unzulässig ist, da ich die relativistische Masse berechnen müsste und dazu den (mir verhassten) Lorentzfaktor etc. zu berücksichtigen habe.

In der Hoffnung auf konstruktive Antworten und dem Wahnsinn bedrohlich nah,

euer Baba.

Hey baba.
Ich glaube, du gehst die Sache von der falschen Seite an. Relativistisch musst du bei alpha Teilchen eigentlich nie rechnen (die von dir angesprochenen 10% von c führen zu keiner großen Differenz ). Da alpha Teilchen immer aus 1He Kern bestehen und die relativistische Massenzunahme außer acht gelassen werden kann bleibt als einzige Variable v, nicht m (m ist die nuklidmasse von Helium ). dann kannst du auch den genauen Impuls ausrechnen.
viel Spaß dabei, hoffe ich hab nichts übersehen.

Hmm, zunächst mal vielen Dank für die schnelle Antwort.

Was deinen Vorschlag betrifft, so habe ich eben versucht diesen umzusetzen. Die Geschwindigkeit würde in diesem Fall allerdings diejenige von Licht sogar noch übertreffen.

(Was wiederum für relativistische Rechnung spricht, wenn ich nicht irre…)

Hallo, Baba,

Günter Jauch würde sagen: „Ich bin da 'raus!”
Siehst du meine vier alle ausgestreckt?
Aber bei der großen Frage/Antwort-Gemeinde wird dir sicherlich jemand eine brauchbare Antwort liefern.

hans wm

hallo baba69
Da bin ich selber überfragt und kann dir nur mit einer Überlegung helfen.
der relativistische Aansatz ist nie Falsch , aber da sich deine Alphastrahlen mit „nur“ 10 % von c bewegen ist der Einfluss noch recht klein un wahrscheinlich zu vernachlässigen. Du sprichst von der Masse der Elektronen Alphateilchen sind aber 2Protonen + 2Neutronen, ja.
Ciao