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Physik I2 (09

By Virginia Rogers,2014-06-02 20:46
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Physik I2 (09

    Lycée Technique des Arts et Métiers eDEVOIR 2 - II SEMESTRE

     Régime technique Division technique générale Section technique générale

    2005/05

Branche: Physique

DATE: 07.04.2006 DUREE : 50 min

1. Relativitätstheorie - Theorie (4+6+10+4 Punkte)

     1.1 Definiere Inertialsystem

     1.2 Gebe kurz die Grundprinzipien der speziellen Relativitätstheorie an.

    1.3 Leite die Gleichung der Massenzunahme her. Erkläre alle notwendigen Schritte mit den

    dazugehörenden Skizzen.

     1.4 Wie geht die Newtonsche Mechanik in die Relativitätstheorie ein?

2. Relativitätstheorie Aufgaben (2+6+6+9+6 Punkte)

    Myonen entstehen u.a. in der Atmosphäre wenn kosmische Teilchen mit hoher Energie auf die

    Moleküle der Atmosphäre treffen. Die Halbwertszeit dieser Teilchen beträgt 1.52 s.

    2.1 Welche Strecke legen die Myonen in dieser Zeit zurück, wenn die Zeitdilatation keine Rolle

    spielt.

    2.2 Bestimme die Halbwertszeit aus der Sicht eines irdischen Beobachters, wenn diese Teilchen

    eine Geschwindigkeit von 0.99 c haben. Welche Strecke legen sie also in Wirklichkeit

    (innerhalb einer Halbwertszeit) zurück.

    2.3 Die Myonen haben eine Ruhemasse die 207 mal grösser als die des Elektrons ist. Bestimme

    das Verhältnis m/m bei folgenden Geschwindigkeiten: 0, 0.3 c, 0.6 c, 0.8 c, 0.99 c. Trage das 0

    Ergebnis in folgendem Diagramm ein.

     m/m 0

     0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 c

    Erkläre anhand des Diagramms, wann eine relativistische Massenzunahme beobachtet werden

    kann.

    2.4 Welche Beschleunigungsspannung wäre in einem Beschleuniger notwendig, um die Myonen

    auf eine Geschwindigkeit von 0.99 c zu beschleunigen?

    2.5 Ein Myon und ein Antimyon treffen zusammen. Erkläre kurz das Prinzip der

    Paarzerstrahlung und bestimme die Energie der Photonen (in MeV), wenn die kinetische

    Energie der Teilchen vernachlässigbar klein ist.

3. Radioaktivität - Theorie (5+2 Punkte)

     3.1 Gebe vier Punkte an, in denen sich die verschiedenen Strahlungsarten voneinander

    unterscheiden.

     + 3.2 Gebe die Zerfallsgleichung des ; Zerfalls an.

Konstanten

     8 Lichtgeschwindigkeit c = 3 10 m/s -19 Elementarladung c = 1.6 10 C -31 Ruhemasse des Elektrons m = 9.109 10 kg e--27 Ruhemasse eines Nukleons m = 1.67 10 kg N

     Ruhemasse eines Myons m = 207 m e-

Viel Glück !

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