Praktikum am ” GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung ...

Praktikumsbericht GSI
FAIR Synchrotrons
Gesellschaft für Schwerionenforschung
Planckstr. 1
D-64291 Darmstadt
ten wieder nur geeignete Vorsichtsmaßnahmen. Allerdings entsteht Neutronenstrahlung
meist nicht natürlich, sondern bei künstlichen Kernreatkionen.
9 Experimentiersysteme
In den Naturwissenschaften sind einheitliche Bezugssysteme nötig, um komplizierte wie
auch einfache Vorgänge schlüssig beschreiben zu können. Bewegungen sind in einem geschlossenen
System immer relativ zu einem bestimmten Bezugspunkt, der erst definiert
werden muss und eine Höhe ist immer relativ zu ” Normalnull“. Bei diesen Einteilungen
unterscheidet man in der Physik zwischen Laborsystem und Schwerpunktsystem.
9.1 Laborsystem K
Beim Laborsystem sucht man sich einen Nullpunkt im Vektorraum im geschlossenen
System. Erddrehung, Bewegung der Galaxie etc. werden nicht beachtet, da sich der
ganze Vektorraum mitbewegt. Schießt man hier ein Teilchen auf ein ruhendes anderes
mit gleicher Masse, so ergibt siche folgende Konstellation:
v1 = v v2 = 0
p1 = p = m1*v1 p2 = 0
W1 = p ∗ c W2 = 0
Für Ort und Zeitpunkt der Kollision gilt:
x = x2
y = y2
z = z2
t = (∆x) 2 + (∆y) 2 + (∆z) 2 * v1
Dieses System wird vor Allem in Schulen und anderen Einrichtungen verwendet, für die
das Schwerpunktsystem zu kompliziert oder einfach für den Sachverhalt unnötig wäre.
Vorteil ist hier, dass sich alles abhängig vom Beobachter anschaulich beschreiben lässt
und der gewählte Urpsrung seinen festen Punkt hat.
9.2 Schwerpunktsystem K’
Im Schwerpunktsystem wird der Urpsrung nicht irgendwo im Vektorraum gewählt,
stattdessen befindet er sich im Schwerpunkt des Systems, beim oben genannten Beispiel
(siehe Abschnitt 9.1) befindet er sich immer in der Mitte zwischen den beiden Teilchen.
Vom Beobachter aus gesehen steht der Urpsrung also nicht still, sondern bewegt sich
mit dem Teilchen 1. Die Messdaten zeigen dann allerdings abhängig vom Schwerpunktsystem,
dass sich beide Teilchen bewegen, der Ursprung steht fest. So ergeben sich dann
folgende Werte:
v1’ = v ’ v2’ = -v ’
p1’ = p ’ = m1’ * v1’ p2’ = -p ’
W1’ = p ’ * c W2’ = p ’ * c
31. July 2009 11