Myon und Zeitdilatation

Karin DerksenUniversität Bielefeld

Proseminar Physik 2014

Zu den Sternen ...

Reise zum Stern Achernar

Das Myon

● entsteht durch kosmische Strahlung in 10km Höhe● „Bruder“ des Elektrons

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:

Die Lösung: SRT

Einstein postulierte:

1. Physikalische Gesetze gelten in allen Inertialsystemen.

2. Lichtgeschwindigkeit ist konstant.

Lorentz-Transformation

Folgen der SRT

Relativität der Gleichzeitigkeit:

Jedes System hat seine eigene Gleichzeitigkeit.

Folgen der SRT

Längenkontraktion:

Folgen der SRT

Zeitdilatation:

… und das Myon?

Bezugssystem Myon: Längenkontraktion

… und das Myon?

Bezugssystem Erde: Zeitdilatation

„Zwillingsparadoxon“ mit Myonen

● Gruppe 1: ruhende Myonen

● Gruppe 2: sich bewegende Myonen (γ = 65)

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Relativistisch betrachtet: Längenkontraktion!

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

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