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Nenne die Formel für den Zusammenhang zwischen Leuchtkraft und Masse für Hauptreihensterne.
die Leuchtkraft L verhält sich proportional zu seiner Masse hoch 3,5
Nenne die Formel zur Berechnung der Lebenszeit eines Sterns:
Tau = Masse des Sterns hoch (-2,5)
Nenne die Formel für die Leuchtkraft eines Sterns in Abhängigkeit des Radius R und der effektiven (Oberflächen-) Temperatur:
L = 4piR ^2* omega* T (effektiv)^4
Omega = Stefan-Boltzmann-Konstante
Aufgabe: Man hat einen Doppelstern, der sich aber als zwei Einzelsterne entpuppt. Diese Einzelsterne sind identisch. Wie hoch ist der Unterschied zwischen einem der Einzelsterne und Doppelstern in Bezug auf die scheinbare Helligkeit m?
Nenne die Formel!
m(1 Stern) - m(Doppelstern) sei der Unterschied zwischen ihnen
m(1 Stern) - m(Doppelstern) = -2,5 log(1/2).
Was für ne Magnitude hat eine Supernova (=ultrahell)?
Eine Supernova hat eine mag= -18
Aufgabe: Man hat zwei Sterne, die die gleiche scheinbare Helligkeit (m) haben. Allerdings ist einer der Sterne 3x so weit weg wie der andere. Wie groß ist der Unterschied der absoluten Helligkeiten (M) der beiden Sterne?
Gebe sowohl die Formel, als auch die Vorhergehensweise an.
Formel ist die Formel des Entfernungsmoduls:
Delta m = 5 log (r/ 10pc)
Wobei delta m = m-M
So, das stellt man für beide Sterne (1 und 2) auf und stellt die jeweilige Glg. auf m um, da diese ja als gleich gegeben ist. Dadurch kann man die beiden Glg. gleichsetzen. Da der eine Stern 3x so weit weg ist wie der andere, setzt man sein r(2) als r(2)= 3*r(1).
Dann muss man es später so umstellen, dass man M(2)-M(1) stehen hat.Dann kann man sagen ob der entferntere Stern so und so heller (minus im Ergebnis) ist.
Nun bringt man die beiden M auf eine Seite und wendet eines der log-Rechenregeln an
Nenne die Formel zur Berechnung der Schwellenenergie Es.
Was passiert beim Erreichen der Schwellenenergie?
Es= ((M^2 - m(a)^2 - m(b)^2) / (2m(b)) * c^2
M= Gesamtmasse des Endprodukts m(a) = Masse des Targets m(b) = Masse des Geschosses c = Lichtgeschwindigkeit
Bei Erreichen der Schwellenenergie ist es zur Paarbildung im Stande.
Schreibe die Ladungen für up-, antiup-, down-,antidown-Quark auf.
Up-Quark: 2/3
Antiup-Quark: -2/3
Down-Quark: -1/3
Antidown-Quark: 1/3
Was sind beim beta-minus-Zerfall die Leptonen und was beim beta-plus-Zerfall?
Beta-minus: Elektron und Antineutrino
Beta-plus: Positron und Neutrino
Nenne die Halbwertszeit von C14.
t 1/2 (C14) = 5730 a
Mit welchem mathematischen “Verfahren” kommt man an die Potenz ran (also holt die Potenz runter bei einer e-Funktion)?
Mit dem ln. Wenn auf der linken Seite der Glg etwas steht und auf der rechten e^xxx, dann kommt man an das xxx, indem auf der linken Seite ln (das was da vorher stand) und auf der rechten Seite das e verschwindet und die ehemalige Potenz nun unten steht.
Hadronen bestehen aus….
Quarks
Aus was bestehen Mesonen und nenne Beispiele.
Mesonen bestehen aus Quark und Antiquark.
Bsp.: Pion (=leichtestes Mesonen) und Kaon
Aus was bestehen Baryonen?
Nenne Bsp. für Baryonen.
Baryonen bestehen aus 3 Quarks.
Bsp.: Neutron und Proton und Delta-Teilchen.
( Neutron n: udd)
Nenne die Formel für die mittlere freie Weglänge lamda.
lamda = 1/ (Teilchendichte n * Wirkungsquerschnitt omega)
Röntgenstrahlung besteht aus….
Photonen
Was schirmt besser ab:
1 (g/cm^3) Luft oder 1 (g/cm^3) Blei
1 (g/cm^3) Luft
Aufgrund der Schwere der Atome
Begriffe der RaumZeit-Metrik:
Was bedeutet zeitartig, lichtartig, raumartig?
zeitartig = alle Punkte innerhalb des Kegels (l^2 größer 0)
lichtartig (=masselos) = alle Punkte auf dem Kegel (l^2 =0)
raumartig = alle Punkte ausserhalb des Kegels (l^2 kleiner 0)
Nenne zwei Eigenschaften für “Strange-Quark”
Es entsteht schnell.
Es zerfällt echt langsam.
Ein Proton annihiliert mit einem Antiproton. Wie viele Photonen werden freigesetzt?
Nehme man an die Protonen befinden sich anfangs in Ruhe, dann hat jedes Photon nach der Reaktion eine Energie E von?
Aufgrund der Impulserhaltung werden 2 Photonen freigesetzt.
Würden 2 Protonen mit jeweils einem Antiproton annihilieren, so würden 4 Photonen freigesetzt werden.
Die Energie der Photonen berechnet sich relativistisch mit E= m(c^2), wobei die Masse m der Masse des Protons entspricht.
Man habe eine Platte aus Aluminium mit einer dünnen Bleischicht. Man kennt die Anfangsintensität. Hinter der Platte beträgt die Intensität noch 33,79% von der Anfangsintensität. Wie dick ist die Bleischicht (Gesamtdicke = 1cm).
Beschreibe das Verfahren.
Zunächst muss gesagt werden, dass es absolut egal ist, ob die Bleischicht vor oder nach der Aluschicht ist. Man kann sie quasi auseinandernehmen also hat man:
I (null), Blei mit müh1 und d1, I´, Alu mit müh2 und d2 und I’’
Nun stellt man die Gleichungen für I’ und I’’ auf und setzt I’ für den I’-Teil in der I’‘-Glg ein.
Da die Base (e) gleich ist, kann man die Potenzen zusammenziehen:
I’’ = I (null) * e^ (-müh1d1-müh2*d2)
Nun weiß man, dass d2= 1-d1
Einsetzen und umstellen und fertig.
“Stammbaum” von Hadronen (Hadronen bestehen aus Quarks)
Bosonen (haben ganzzahligen Spin)
Mesonen (Pion, Kaon)
Mediatoren (Photonen)
Fermionen (haben halbzahligen Spin)
Leptonen (Elektron, Myon)
Baryonen (Proton, Neutron, Delta-Teilchen)
Gebe Eckdaten zu den delta-Teilchen.
Es verschiedene Delta-Teilchen (delta++, delta+, delta 0, delta-).
Delta-Teilchen bestehen aus up-und down-Quarks.
Sie haben alle einen Isospin von 2/3.
Delta+ hat die gleiche Quarkzusammensetzung wie ein Proton (Unterschied liegt im Isospin, denn ein Proton hat 1/2).
Delta- hat die gleiche QUarkzusammensetzung wie ein Neutron (Unterschied: s Spin).
Delta++ : uuu
Delta+: uud
Delta0 : udd
Delta- : ddd
(Generell lässt sich noch sagen, dass die Deltateilchen schnell zerfallen in z.B. Proton und pi0-Teilchen)
Wie gehen bewegte Uhren?
Bewegte Uhren gehen langsamer.
Was passiert beim Zwillingsparadoxon?
Ich in Rakete: ich nehme die Zeit ganz normal wahr-
Beobachter auf Erde: Zeit geht für mich in Rakete langsamer
Zwilling 1 (in Rakete): jünger als Zwilling 2 (auf Erde geblieben)
Was muss man unbedingt bei Gleichzeitigkeit beachten?
Bei Gleichzeitigkeit kommt es auf den Standpunkt, also auf das Bezugssystem drauf an!
Wie erscheinen Körper in Bewegungsrichtung?
Körper in Bewegungsrichtungen erscheinen verkürzt.
Wie hängen Masse und Energie zusammen?
Einstein: E=mc^2
Und weil in der Energie auch die Geschwindigkeit drinne steckt (E kin= 1/2 m v^2) –> je schneller ein Körper wird, desto größer wird seine Masse.
Was gilt für die kinetische Energie T eines schnellen Teilchens?
T = mc^2 (gamma-1)
Gamma= Lorentz-Faktor = Wurzel aus (1/ 1-beta^2)
Beta= v/c
C=Lichtgeschwindigkeit
Was versteht man unter Dosis?
Dosis = abgegebene Energiemengen pro Masse
Einheit: Gray
Was versteht man unter “Äquivalentdosis”?
Äquivalentdosis = biologische Wirksamkeit
= Dosis * Qualitätsfaktor Einheit: Sievert
Der Qualitätsfaktor ist ein charakterischer Wert für Organ
Man hat die Grammangabe des Startprodukts und weiß um welches Element es sich handelt (= man weiß wie die Massenzahl lautet). Wie berechnet sich die Anzahl N?
N= Grammangabe/ Massenzahl
Nenne die Formel zur Berechnung des Drucks:
p= (Nk(b)T)/ V
Nenne die Halbwertszeit von C(14)
Halbwertszeit von C(14)= 5730 Jahre
Was versteht man unter der Dosis?
Dosis beschreibt die abgegebene Energiemenge pro Masse.
Gemessen wird die Dosis in “Gray”.
Was versteht man unter der Äquivalentdosis?
Die Äquivalentdosis ist bzw. beschreibt die biologische Wirksamkeit.
Gemessen wird sie in “Sievert”.
Berechnen tut sie sich mit der Multiplikation aus Dosis mit einem gewissen Qualitätsfaktor, welcher für jedes Organ eine charakteristische Größe ist.
In was wird die Aktivität gemessen?
Die Einheit der Aktivität ist Bequerell [Bq].
1 Bq = 1 Zerfall / Sekunde
Wie berechnet man die Teilchendichte?
Teilchendichte n = Teilchenzahl N / Volumen V
