Warum bewegen sich teilchen ohne ruhemasse zwingermaßen lichtgeschwindigkeit
Physik-Student im dritten Semester und TheoPhysik I hinter mir. Komm also mit allerlei Begriffen die kommen könnten ganz gut klar.
Das Thema der Frage da wurde zwar kurz angeschnitten, für mich aber nicht ausführlich genug.
1 Antworten zur Frage
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Warum bewegen sich Teilchen ohne Ruhemasse zwingermaßen mit Lichtgeschwindigkeit?
Na hör mal. Minkowski_Raumzeit; Weltlinie. Was sind die Komponenten des Vierer_Impulses? Impuls u. Energie Welche Richtung hat dieser Vektor? Tangente a.d. Weltlinie. Was meinst du? Ist dieser Vektor raum_oder zeitartig? Im Ruhesystem verschwindet der Impuls. Also wohl zeitartig. Als solcher ist die Energie immer positiv Du hast effektiv
p0 = mc
Die berühmte Dispersions_Bez.
E² - ² = ²
Wenn du dagegen ein Photon hast, liegt der Vierer_Impuls doch auf der Oberfl. des Lichtkegels. Seine Länge ist folgl. null. Okay? okay. Damit musst du in aber auch wohl oder übel m = 0 setzen und bekommst statt dessen
E = pc
Stimmt ja auch. Denn wenn wir eine Masse µ einführen über
µ : p = µc
Dann hast du offenbar
E = µc²
Sobald Du irgendein Teilchen hast, hast Du auch Energie E und Impuls p. Wenn das Teilchen keine invariante Masse m0(hieß früher "Ruhemasse") besitzt, folgt daraus mit
0=m0=sqrt daß E=p*c ist und daraus
E/p=c.
Die Weltlinie eines masselosen Teilchens ist dann immer lichtartig.