1Raum-Zeit-Materie-Wechselwirkungen
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- Sara Bachmeier
- vor 6 Jahren
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1 1Raum-Zeit-Materie-Wechselwirkungen Der Raum 1.2 Raum und Metermaß 1.3 Die Zeit 1.4 Materie 1.5 Wechselwirkungen
2 1.1 Der Raum Wir sehen: Neben-, Über- und Hintereinander von Gegenständen Objektive Beschreibung des Ortes eines Gegenstandes erfolgt durch Satz von DREI Koordinaten. z Hierzu braucht man ein Koordinatensystem. r r = (x, y, z) (z.b. Kartesisches Koordinatensystem) x Der Gegenstand y
3 Frage: Wo stell ich das Koordinatensystem hin? Antwort: In ein Bezugssystem Ruhend Gleichförmig bewegt Beschleunigt Beispiele Zentrum Jupiter Zentrum der FH Mein Auto,... Fragen: Sind die physikalischen Gesetze unabhängig: 1. Von der Wahl des Koordinatensystems? JA! 2V 2. Von der Whld Wahl des Bezugssystems? NEIN!
4 Frage: Hat der leere Raum eine absolute, eigenständige Bedeutung? Antwort: Klassische Physik: Ja! Identisch? Raum Dreidimensionales Kontinuum Es gilt die euklidische Geometrie. Er ist homogen. Er ist isotrop. Er ist absolut. ( Diese Vorstellung ist im täglichen Leben ausreichend, leider aber falsch (siehe SRT))
5 1.2 Raum und Metermaß Basiseinheit der Länge: Das Meter (Definition) 1 m = Strecke, die Licht im Vakuum in einer Zeit von 1/ s zurücklegt. Beispiele für Abstände (Größenordnung): Fernste sichtbare Galaxie m Zur Andromedagalaxie m Zum nächsten Stern (Proxima Centauri) m Durchmesser der Erde 10 7 m Größe eines Menschen 10 0 m Virus 10-7 m Radius eines Wasserstoffatoms Radius eines Protons m m
6 1.3 Die Zeit Man beobachtet: Nacheinander von Ereignissen Man beobachtet nicht: (Kann man das überhaupt?) Die Zeit steht still! Zeit (klassische Vorstellung): 1-dimensionales Kontinuum Änderung des Geschehens Hat 1 Richtung Ist absolut (im täglichen Leben ausreichend, leider falsch (siehe SRT)) t Nein, so nicht! t
7 Zeitmessung im Wandel der Zeit (Beispiele) Sonnenuhr Wasseruhr Feueruhr Vor Jahren Vor Jahren Pendeluhr Atomuhr Physikalisch technischen e Bundesanstalt (PTB) Vor 500 Jahren Beginn vor 50 Jahren
8 Zeitstandard und Zeiteinheit Basiseinheit der Zeit: 1 Sekunde = Dauer von Schwingungen der Strahlung eines Übergangs von 133 Cs Genauigkeit: Δt/t = Beispiele für Zeitintervalle (Größenordnung): Lebensdauer des Protons >10 39 s Alter des Universums s Mittlere Lebenserwartung 10 9 s Länge eines Tages 10 5 s Lebensdauer eines Myons 10-6 s Lebensdauer des instabilsten Teilchens s
9 1.4 Materie Festkörper, Flüssigkeiten, Gase Unsere Materie besteht aus 3 Elementarteilchen.
10 Aufbau gesamte Materie
11 1.5 Wechselwirkungen (fundamentale Kräfte) Es gibt 4 (3) fundamentale Wechselwirkungen: Gravitation (schwere Masse) Elektromagnetische WW (elektrische Ladung) Schwache WW (schwache Ladung) Starke WW (starke Ladung) Stärke der WW im Vergleich: F stark >> F elektr. >> F schwach >> F gravi
12 p Proton + Neutron Kern + = Kern Elektron =Atom Atom+ Atom +. = Molekül Molekül + Molekül + = Festkörper Große Massen n e Starke Wechselwirkung (Kernkraft) Elektromagnetische Wechselwirkung Gravitation (Massenanziehung)
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