Relativistische Mechanik


 


Relativistische Mechanik

 

Zeitdilatation
Titelseite des Kapitels über mechanische und relativistische Grundlagen
Grundlagen: geschwindigkeitsabhängige Masse
Grundlagen: Masse, Geschwindigkeit, Beobachter
Zeitdilatation (Das lange Leben der Müonen)
Relativistischer Impuls und Energie
Energie- und Impulserhaltung im nichtrelativistischen und relativistischen Fall
Rückschlüsse auf zerfallene Teilchen
Lorentztransformation
Dreier- und Vierervektoren
Quiz zur relativistischen Mechanik

 


Wellenlänge und Impuls

 

Einführungsseite
Auflösungsvermögen - Anschauliche Erklärung
Wellenlänge und Auflösung von Strukturen
Das elektromagnetische Spektrum
Zuordnungsspiel zum elektromagnetischen Spektrum
Beugung an Doppelspalt und Gitter (mit ebenen Wellen)
Elektronenbeugung am Gitter
Die De-Broglie-Wellenlänge
De-Broglie-Wellenlänge hochenergetischer Elektronen
De-Broglie-Wellenlänge hochenergetischer Elektronen (Online-Berechnung)
Hohe Energie und große Massen
Zusammenfassung des Kapitels
Quiz zum Kapitel

 


Streuexperimente (Grundlagen)

 

Einführung in die Streuexperimente
Struktur-Untersuchungen mit Teilchenstrahlen
Rutherfordsches Streu-Experiment (Einführung)
Rutherfordsches Streu-Experiment (Ergebnis)
Frage: Welche Form hat das Target?
Lösung zu "Welche Form hat das Target?"
Streuung - Java-Applet
Grundbegriffe der Streuung
Stoßparameter und Streuwinkel (Zusammenhang)
Wirkungsquerschnitt - Grundbegriffe
Wirkungsquerschnitt (geometrisch)
Wirkungsquerschnitt (bei Coulomb-Streuung)
Wahrscheinlichkeitsinterpretation des Wirkungsquerschnitts
Der totale Wirkungsquerschnitt
Differentieller Wirkungsquerschnitt (Einführung)
Differentieller Wirkungsquerschnitt (Interpretation)
Der differentielle Wirkungsquerschnitt bei Coulomb-Streuung
Totaler Wirkungsquerschnitt bei Coulomb-Streuung
Beispiele für Messungen von Wirkungsquerschnitten
Die Luminosität
Kollision zweier Teilchenstrahlen - Detektorbild-Animation
Auswertungsgraphik des H1-Detektors - Kollision zweier Teilchenstrahlen
Zusammenfassung des Kapitels
Quiz zu den Grundlagen der Streuexperimente

 


Beschleuniger

 

Übersicht
Elektronen- und Positronen-LINACs
Ionen-LINACs
Zyklotron
Betatron
Synchrotron
Kreisbeschleuniger
Teilchenquellen
Grundlagen der Beschleunigungsbausteine
moderne Beschleunigungsbausteine
Ablenkungmagnete
Fokussierungsmagnete
Kontrolle
Synchrotronstrahlung
Klystron
Beschleuniger Quiz

 


Detektoren

 

Einleitung
Übersicht der Teilchendetektoren
Nebelkammer
Blasenkammer
Kernspurplatten
Funkenkammer
Szintillationszähler
Ionisationskammer
Photomultiplier
Drahtkammer
Halbleiterdetektoren
Cerenkov-Zähler
Kalorimeter
Großdetektoren
Detektierung von Teilchen in Großdetektoren
Ablenkung von Teilchen im Magnetfeld
Quiz über Detektoren

 


Forschungseinrichtungen

 


DESY

 

DESY - Übersicht
Geschichtlicher Überblick des DESY
TESLA
Der HERA-Ring
Der H1-Detektor
Der HERMES-Detektor
HERA-B
Der ZEUS-Detektor
HASYLAB

 

Wichtige Forschungseinrichtungen - Übersichtsseite
Das japanische Forschungsinstitut KEK
SLAC
Fermilab
Brookhaven National Laboratory
CERN

 

 


Bereich 'Theorie'

 


Vereinigung der WW (elektroschwache V.)

 

Einführung
Historische Entwicklung der elektroschwachen Theorie
Der 'schwache' Isospin T
Weinbergwinkel und die Ladungen
Elektrische und schwache Ladung (Vergleich)
Symmetriebrechung am Beispiel Stabmagnet
Quiz zur elektroschwachen Vereinigung

 


Feynman-Diagramme und -Kalkül

 

Einführung
Die Grundlagen von Feynman-Diagrammen
Bisher alles klar? - Drei Fragen
Innere Linien (Kombinationsmöglichkeiten)
Starke Wechselwirkung
Die Kopplungskonstante in der QCD
Schwache Wechselwirkung
Schwache WW und Quarks
Zwischenzusammenfassung zu den Feynman-Diagrammen
Vorbemerkungen zum Feynman-Kalkül
Fermis goldene Regel
Amplitude und Zerfallsrate beim Zweikörperzerfall
Differentieller Wirkungsquerschnitt und Amplitude bei Streuung
Rechenschema zur Bestimmung der Amplitude M
Propagatoren
Amplitude bei Zweikörperzerfall
Amplitude bei Zweikörperstreuung
Abschließende Bemerkungen
Abschließendes Quiz

 


Streuexperimente (Targetform etc.)

 

Titelseite des Kapitels über Streuexperimente (Fortsetzung der Grundlagen)
Mott-Streuung: Spin-1/2-Teilchen an Spin-0-Teilchen gestreut
Der Formfaktor eines Targets
Beispiele für Formfaktoren und Ladungsverteilungen

 


Teilchenzustände (Resonanzen etc.)

 

Einführung
Diskrete Energieniveaus und angeregte Zustände von Atomen
Atomkerne und weitere Teilchen
Resonanzen
Erzeugung von Resonanzen
Quarkinhalt von Resonanzen
Quiz zu angeregten Zuständen gebundener Systeme

 


Grundl. d. Quantenmechanik

 

Titelseite Quantenmechanik
Elektronenbeugung am Spalt
Vergleich von klassischer Mechanik und Quantenmechanik
Wellenfunktion Psi

Tour über Phasenzeiger

 

Zusammenhang zwischen Phasenzeiger und Wellenfront
Vektorielle Summe von Phasenzeigern I - Interferenz
Vektorielle Summe zweier Phasenzeiger - zeitlich konstante Amplitude
Tour über Phasenzeiger - Interferenz zweier Wellen (Interferenzmuster)
Tour über Phasenzeiger - Zusammenfassung und Begriffsklärungen

 

Die zeitunabhängige oder stationäre Schrödingergleichung
Die Wahrscheinlichkeitsdichte
Eigenfunktionen und Eigenwerte
Operatoren und Erwartungswerte
Zusammenfassung der Grundlagen der Quantenmechanik
Quiz zur Quantenmechanik

 

 


Verknüpfungen zu allen Quiz, Videos, etc.

 


Zuordnungsspiele

 

Physiker und ihre Entdeckungen
Teilchennamen und -eigenschaften
Zuordnungsspiel zum elektromagnetischen Spektrum

 


alle Quiz

 

Quiz zu elektromagnetischer WW
Quiz zur Streuung - Hilfe durch Java-Applet
Quiz zu Teilchennamen
Quiz über die Quarks
Quiz über Leptonen
Quiz zu den Wechselwirkungen
Quiz zur schwachen Wechselwirkung
Quiz zur starken Wechselwirkung
Quiz zur elektromagnetischen Wechselwirkung
Quiz zur relativistischen Mechanik
Quiz zu Impuls und Wellenlänge
Quiz zu den Grundlagen der Streuexperimente
Quiz zur Quantenmechanik
Quiz zu Feynman-Diagrammen und -kalkül
Quiz zu angeregten Zuständen gebundener Systeme

 


Zwischenfragen (ungeordnete Auswahl)

 

(Streu) Frage mit Antwort in Extra-Seite
(Welle) Frage mit Taschenrechner
(WW) Antwort mit ChangeImage
(ET) Zwei Zwischenfragen, Checked-Button
(ET) Eingabe eines Wortes
(Feynman) Eigene Überlegung mit Abruf langer Antworten
Erzeugung von Resonanzen
Franck-Hertz-Experiment
Längen schätzen
Längenvergleich Mikro- zu Makrokosmos
Antiteilchen des Müons?
Bosonen und Pauli-Verbot
Zusammengesetzte Teilchen
Quark-Kombinationen - die Hadronen

 


JAVA-Applets

 

Braunsche Röhre
Compton-Effekt
Streuung (zweidimensional)
Welle: Elongation und Phasenzeiger

Tour über Phasenzeiger (alle Applets)

 

Zusammenhang zwischen Phasenzeiger und Wellenfront
Vektorielle Summe von Phasenzeigern I - Interferenz
Vektorielle Summe zweier Phasenzeiger - zeitlich konstante Amplitude
Interferenz zweier Wellen (Interferenzmuster)

 

 


Online-Berechnung (JAVAScript)

 

Frage mit Taschenrechner-Hilfe
Zeitdilatation (Das lange Leben der Müonen)
De-Broglie-Wellenlänge hochenergetischer Elektronen
relativist. Masse und Geschwindigkeit

 


Videos (AVI)

 

HERMES (Rohre, Target)
ZEUS (Schwenk von oben)
HERA-Tunnel
LINAC III
Strahlteilung PETRA/HERA
Quadrupolmagnet
Fokussierungsmagnete

 


Video-Animationen (AVI)

 

Linearbesch. (Platten)
Zyklotron
Nebelkammer
Driftröhre
Szintillationszähler
Ionisationskammer
Drahtkammer
Halbleiterdetektoren
Cerenkov-Zähler
Kalorimeter
Schichtaufbau von Großdetektoren

 


GIF-Animationen (einfach)

 

Neutrino-Nachweis
1 eV-Definition
Fußballfeld im Regen
2 sich drehende Neutrinos
Meson-Farbwechsel
Der Quantensprung

 


GIF-Animationen (mit Ton)

 

Streuung (blaue Kugeln)
Stoßparameter b+db
Detektorbild: Kollision

 

 


Wichtige Infoseiten

 

Quantenzahlen - Eine Übersicht
Taschenrechner
Zehnerpotenzschreibweise
Einheiten für Masse, Impuls und Energie in derTeilchenphysik
Baryonenübersicht (Tabelle)
Mesonenübersicht (Tabelle)

 

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Lexikon
Wo bin ich? - Links zu jeder Seite des Lernprogramms
Stichwortverzeichnis
Bedienungshinweise
Literaturhinweise
Informationsseite zum Lernprogramm
'Impressum'
Quiz, Videos, Animationen etc. (Übersicht)

 


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