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Die Masse. Masse ist zu Energie äquivalent. Inhalt. Äquivalenz von Masse und Energie Energie aus Masse bei Kernreaktionen Masse aus Energie bei der „Paarbildung“. Eigenschaften der Masse. Die Beschleunigung von Massen erfordert Kraft : Newtonsche Axiome ( Definition der „Kraft“)

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Presentation Transcript
Die masse
Die Masse

Masse ist zu Energie äquivalent


Inhalt
Inhalt

  • Äquivalenz von Masse und Energie

  • Energie aus Masse bei Kernreaktionen

  • Masse aus Energie bei der „Paarbildung“


Eigenschaften der masse
Eigenschaften der Masse

  • Die Beschleunigung von Massen erfordert Kraft: Newtonsche Axiome (Definition der „Kraft“)

  • Massen ziehen sich gegenseitig an: Das Gravitationsgesetz

  • Masse ist zu Energie äquivalent:


Masse und energie
Masse und Energie

  • Albert Einstein, * 14. 3.1879, † 18.4.1955


Vorg nge bei der kernspaltung
Vorgänge bei der Kernspaltung

Maxwellverteilung für ein Gas aus Neutronen (m=1)

235U

Ein „langsames Neutron“ v(n) = 2600 m/s trifft auf einen Kern des Uran-Isotops 235U, der z. B. in einen Krypton- und einen Barium Kern zerfällt


Energie bei der kernspaltung
Energie bei der Kernspaltung

Material vor der Spaltung: 1,000 kg

Alle Bruchstücke: 0,999 kg

Die Summe der Bruchstücke ist leichter als das Ausgangsmaterial: Die Differenz der Massen wurde in Energie umgewandelt


Energie die 1 g masse entspricht
Energie, die 1 g Masse entspricht

Bei Umwandlung von 1 kg 235U „verschwindet“ 1 g, aus diesem Gramm wurde 90 TJ Wärme, Strahlungs- und kinetische Energie


Umkehrung paar bildung aus strahlungsenergie
Umkehrung: Paar-Bildung aus Strahlungsenergie

Elektromagnetische Strahlung trifft auf einen Kern, bei genügend hoher Energie entsteht ein Teilchen-Paar


Strahlung und energie
Strahlung und Energie

  • Max Planck, * 23.4.1858, † 4.10.1947


Energie bei der paar bildung
Energie bei der Paar-Bildung

Paarbildung gibt es bei harter Röntgen- und Gamma - Strahlung


Zusammenfassung
Zusammenfassung

Masse kann in Energie umgewandelt werden:

  • W = m·c2 [J],

    • m [kg] Masse

    • c = 3 ·108 [m/s] Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum

  • Energie aus Masse entsteht bei Kernreaktionen

    Auch die Umkehrung gilt: Energie von Strahlung kann in Teilchenpaare umgewandelt werden:

  • W = h·f = m·c2 [J],

    • f [1/s] Frequenz der elektromagnetischen Strahlung

    • h = 6.626068 × 10-34 [Js] Plancksches Wirkungsquantum (Max Planck, * 23.4.1858)

  • Bei der “Paarbildung” entsteht Masse aus Strahlung


Äquivalent zu

Energie

W=m·c2

Beschleunigung

nur mit Kraft

Anziehende Kraft

zu entfernten

Massen

finis

„Massenpunkt“

Eigenschaften der Masse


ad