Physik



Physik├╝bung 24: Neutron als gebundenes System aus Proton und Elektron

Physik

Aufgabe: Ein freies Neutron zerf├Ąllt in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino. Bei diesem Beta-Zerfall kann der Impuls des Elektrons maximal 0.78 MeV/c betragen. Zeigen Sie mit einer einfachen ├ťberlegung ├╝ber die Ortsunsch├Ąrfe, dass das Neutron nicht als ein gebundenes System aus einem Proton und einem Elektron betrachtet werden kann, wie es in den 1930-ern Jahren getan wurde. Hinweis: Der Durchmesser des Neutrons betr├Ągt… Weiterlesen

Vollmond, Schlaflosigkeit, Gezeiten und Gravitation

Credit: NASA/Sean Smith

Eine Meldung ging die letzten Tage durch die Medien: ÔÇ×Forschen haben bewiesen, dass der Mond einen Einfluss auf den Schlaf hatÔÇť. Diejenigen, die bereits davon ├╝berzeugt waren, f├╝hlten sich sofort best├Ątigt. Doch beweist diese superkurze Studie wirklich etwas? Gen├╝gt sie den wissenschaftlichen Standards? F├╝r Mondgl├Ąubige ist der Einfluss des Mondes auf das Schlafverhalten unbestritten, auch wenn viel bessere jahrelange Studien nichts gefunden haben. Einige probieren… Weiterlesen

Physik├╝bung 23: Isotopieverschiebung zwischen Wasserstoff und Deuterium

Physik

Aufgabe: Das Deuterium ist ein Wasserstoff-Atom mit einem zus├Ątzlichen Neutron im Kern. Ausgehend von diesem Unterschied, berechnen Sie die Differenz in der Wellenl├Ąnge der Lyman-Alpha-Serie zwischen diesen beiden Isotopen. L├Âsung: Die Energie eines Niveaus im Bohrschen Atommodell ist gegeben durch: En=–e48ε02h2μZ2n2 Der erste Bruch wird nur durch Naturkonstanten festgelegt. Z ist die Anzahl der positiven Ladungen, also der Protonen im Kern (hier Z=1). n ist… Weiterlesen

Saturnmond Enceladus verspr├╝ht Wasser ins Weltall

Die Cassini-Sonde liefert seit ├╝ber zehn Jahren wissenschaftliche Daten und faszinierende Aufnahmen des Saturn und dessen 62(!) Monden. Einer dieser Monde ist Enceladus. Obwohl seine Oberfl├Ąche komplett mit Eis bedeckt ist, scheint er im Inneren sehr hei├č zu sein. Bereits 2005 hat man auf dem Enceladus mehrere Geysire entdeckt. Sie befinden sich auf dem S├╝dpol und spr├╝hen in riesigen Font├Ąnen Wassereis direkt in das Weltall…. Weiterlesen

Physik├╝bung 22: Drei Massen auf einer Rampe

Aufgabe: Drei Massen (m1 > m3) sind wie in der Abbildung gezeigt mit einer Schnur verbunden. a) Wie gro├č ist die Beschleunigung der ersten Masse, wenn man annimmt, dass die die Schnur masselos ist und es keinerlei Reibungseffekte gibt? b) Wie gro├č ist die Beschleunigung, wenn man einen Gleitreibungskoeffienten ┬Á zwischen den Massen un der Rampenoberfl├Ąche annimmt? L├Âsung: a) Die Beschleunigung ist nach Newton definiert… Weiterlesen

Durch die Erde mit Gravitationsantrieb

Man stelle sich einen langen geraden Tunnel z.B. von Paris nach Moskau vor. W├╝rde man an einem Ende des Tunnels einen Zug (oder ein anderes Transportmittel) hinstellen, so w├╝rde er durch die Schwerkraft immer weiter in den Tunnel hinein beschleunigt. Ab der Mitte des Tunnels w├╝rde der Zug abbremsen, so dass er am anderen Ende zum Stillstand k├Ąme. Wie lange w├╝rde solch eine Reise dauern?… Weiterlesen

Maxwell-Boltzmann-Verteilung in C++

C++ bietet einige statistische Verteilung an, aber eine wichtige Verteilung der statistischen Physik – die Maxwell-Boltzmann-Verteilung wird nicht angeboten (zumindest konnte ich sie nicht finden), also habe ich mir selbst einen Generator f├╝r diese Verteilung geschrieben. Der Algorithmus ist nur wenige Zeilen lang: man w├╝rfelt ein Koordinatenpaar (Energie und Verteilungsdichte) und schaut ob der Wert der gew├╝rfelten Verteilungsdichte kleiner als der Funktionswert der Maxwell-Boltzmann-Funktion ist…. Weiterlesen