Phantasie ist wichtiger als Wissen, Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt. denn Wissen ist begrenzt. Phantasie umgibt die ganze

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  • Folie 1
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  • Phantasie ist wichtiger als Wissen, Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt. denn Wissen ist begrenzt. Phantasie umgibt die ganze Welt. Phantasie umgibt die ganze Welt. www-linux.gsi.de/~wolle
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  • Am quator rotiert die Erde mit 1700km/h (1100km/h) Die Erde dreht sich um die Sonne mit 108 000km/h Zum Vergleich: Der Mars dreht sich mit 87 000km/h Die Venus dreht sich mit 130 000km/h Die Sonne dreht sich um das Zentrum der Milchstrasse mit 900 000km/h Die Milchstrasse gehrt zu einer Gruppe von 10000 Galaxien. Wir bewegen uns durch den Supercluster Richtung der Konstellation Centaurus mit 2 000 000km/h Der Raum zwischen den Galaxien dehnt sich mit (18-72) 000 000km/h aus. Lichtgeschwindigkeit: 1 080 000 000km/h
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  • Entfernt man sich von der Erde mit 15% Lichtgeschwindigkeit, so erscheint die blaue Erde grn (Dopplereffekt) Reisen mit fast Lichtgeschwindigkeit
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  • Annherung an Mars mit nahezu Lichtgeschwindigkeit, Abbremsung und Vorbeiflug am Mars. Der Doppler Effekt ndert die Farbe der Oberflche. Reisen mit fast Lichtgeschwindigkeit
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  • Folie 9
  • Nhert man sich Jupiter mit 80% Lichtgeschwindigkeit, so ist seine Farbe ins Blau verschoben. (Dopplereffekt) Reisen mit fast Lichtgeschwindigkeit
  • Folie 10
  • Folie 11
  • Bei 99% Lichtgeschwindigkeit sind die Saturnringe verzerrt, da das Licht von den verschiedenen Stellen unterschiedliche Zeit zu uns braucht. Reisen mit fast Lichtgeschwindigkeit
  • Folie 12
  • Folie 13
  • Aberration: Winkelkompression der Lichtstrahlen zwischen dem ruhenden und bewegten Beobachter Verzerrung: nderung der Gestalt und Position eines Objekts, da unterschiedliche Teile zu unterschiedlichen Zeiten gesehen werden
  • Folie 14
  • Folie 15
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  • Eine Kugel (a) ist bei 95% Lichtgeschwindigkeit zu einem Ellipsoid kontrahiert (b). Wenn man die bewegte Kugel ansieht, erscheint sie kreisrund, dafr gedreht (c). "Klassisch" (d.h. ohne Lngenkontraktion) berechnet, sieht die bewegte Kugel eher wie ein Zeppelin aus (d).
  • Folie 17
  • Der W rfel bewegt sich mit 95% Lichtgeschwindigkeit. Der W rfel bewegt sich mit 95% Lichtgeschwindigkeit. www.tat.physik.uni-tuebingen.de/~tmueller/SRTVis
  • Folie 18
  • Der Doppler Effekt Nhert sich das Polizeiauto werden die Schallwellen komprimiert und die Tonhhe nimmt zu. Nhert sich das Polizeiauto werden die Schallwellen komprimiert und die Tonhhe nimmt zu. Entfernt es sich werden die Schallwellen gestreckt und die Tonhhe nimmt ab. Entfernt es sich werden die Schallwellen gestreckt und die Tonhhe nimmt ab.
  • Folie 19
  • Rotverschiebung (Doppler Effekt)
  • Folie 20
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  • Weit entfernte Objekte scheinen sich zu entfernen, whrend nahe Objekte sich annhern. Die Lichtgeschwindigkeit ist 1 m/s.
  • Folie 22
  • Folie 23
  • Relativistische Aberration und Doppler Effekt werden bercksichtigt. Die Lichtgeschwindigkeit ist 1 m/s.
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  • Relativistische Aberration, Doppler-Effekt und Scheinwerfer-Effekt werden bercksichtigt. Die Lichtgeschwindigkeit ist 1 m/s.
  • Folie 26
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  • Edwin Abbott Abbott (1838-1926)
  • Folie 28
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  • Zeitmessung
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  • Zeitmessung Was ist Zeit? Zeit ist das, was man an der Uhr abliest. Albert Einstein
  • Folie 45
  • Zeitmessung bessere Fragestellung: Wie misst man Zeit? Zeiteinteilung durch wiederkehrende Ereignisse
  • Folie 46
  • Zeitmessung Zeitmessung mittels Lichtuhr bewegte Lichtuhren ticken langsamer
  • Folie 47
  • So lange sich zwei Personen nicht bewegen, besttigen beide, dass ihre Uhren im gleichen Takt ticken. So lange sich zwei Personen nicht bewegen, besttigen beide, dass ihre Uhren im gleichen Takt ticken. Zeitmessung mit bewegten Uhren Da die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, denkt der ruhende Beobachter, dass die bewegte Uhr langsamer tickt als die eigene.
  • Folie 48
  • As long as two persons remain at rest relative to each other, both agree that each others clock tick-tocks at the same rate as their own. As long as two persons remain at rest relative to each other, both agree that each others clock tick-tocks at the same rate as their own. Time and moving clocks Since the speed of light is constant, the person at rest thinks it takes longer for the moving persons clock to tick-tock than its own
  • Folie 49
  • Time and moving clocks
  • Folie 50
  • 10%0.995 20%0.980 30%0.900 40%0.908 50%0.893 60%0.800 70%0.714 80%0.600 90%0.436 99.9%0.045 Geschwindigkeit v/cZeitverzgerung
  • Folie 51
  • Folie 52
  • Darstellung im Raumzeit-Diagramm Eine Uhr bei 0% Lichtgeschwindigkeit Die gleiche Uhr bei 90% Lichtgeschwindigkeit
  • Folie 53
  • Isaac Newton: Isaac Newton: clockwork universe clockwork universe Albert Einstein: Albert Einstein: space-time relation A sundial - Constant time ? Moving clocks run slow run slow
  • Folie 54
  • Relativitt
  • Folie 55
  • Relativitt vor Einstein Bei groe Geschwindigkeiten Die Geschwindigkeit des Balls betrgt fr Dave 40 ft/s Die Geschwindigkeit von Dave relative zu Nolan ist 50 ft/s So betrgt die Geschwindigkeit des Balls relative zu Nolan 90 ft/s 300,000,000 m/s f r Dave, sind nicht gleich 300,000,000 m/s relative zu Nolan? Eine Sekunde f r Dave sind nicht eine Sekunde f r Nolan.
  • Folie 56
  • Relativity before Einstein The train revisited The velocity of the ball relative to Dave is 40 ft/s The velocity of Dave relative to Nolan is 50 ft/s So the velocity of the ball relative to Nolan is 90 ft/s The 300,000,000 meters, relative to Dave, is not really 300,000,000 meters relative to Nolan. One second for Dave is not one second for Nolan.
  • Folie 57
  • Das universelle Geschwindigkeitslimit Abstnde schrumpfen in Richtung der Bewegung Abstnde schrumpfen in Richtung der Bewegung Massen werden gr er mit der Geschwindigkeit Massen werden gr er mit der Geschwindigkeit Nichts bewegt sich schneller als Licht Nichts bewegt sich schneller als Licht
  • Folie 58
  • The universal speed limit Distances shrink in the direction of motion Distances shrink in the direction of motion Mass (appears to) increase with speed Mass (appears to) increase with speed Nothing can travel faster than light Nothing can travel faster than light
  • Folie 59
  • Fahrt mit einer Stassenbahn bei nahezu Lichtgeschwindigkeit: Der Scheinwerfereffekt erhellt die Szene voraus und verdunkelt die Szene nach hinten. www.anu.edu.au/Physics/Searle
  • Folie 60
  • E = Energie (in Joule, J) m = Masse (kg) c = Lichtgeschwindigkeit (m/s) chemische Energie chemische Energie thermische Energie thermische Energie kinetische Energie kinetische Energie
  • Folie 61
  • E = energy (measured in joules, J) m = mass (measured in kilograms, kg) c = the speed of light (metres per second) chemical energy chemical energy thermal energy thermal energy kinetic energy kinetic energy
  • Folie 62
  • e e+e+ Positron-Elektron Vernichtung Positron-Elektron Vernichtung e + e - MasseLichtphotonen Materie Energie Paarerzeugung Paarerzeugung Lichtphoton
  • Folie 63
  • Diese Energie soll eine 100 Watt Glhlampe betreiben: Wie lange wird sie brennen?
  • Folie 64
  • If we use this energy to power a 100 Watt light bulb how long could we keep it lit for?
  • Folie 65
  • Sonnenmasse: 2 10 30 [kg] 75% Wasserstoff (H), 25% Helium (He) H He 7 10 11 [kg/s] Energieertrag: 4 10 26 [Ws] 1,4 [kWs/m 2 ] erreicht die Erde Massenunterschied: 0,050 10 -27 [kg] Energiegewinn: 0,45 10 -11 [J] Energiegewinn: 28,3 [MeV]
  • Folie 66
  • sun mass: 2 10 30 [kg] 75% hydrogen (H), 25% helium (He) H He 7 10 11 [kg/s] energy output: 4 10 26 [Ws] 1,4 [kWs/m 2 ] reach the earth mass difference: 0,050 10 -27 [kg] energy gain: 0,45 10 -11 [J] energy gain: 28,3 [MeV]
  • Folie 67
  • Alpha Zerfall im Uran setzt eine Energie von 4.3 MeV frei. Wir knnen die Masse berechnen, die in Energie umgewandelt wurde, entsprechend E=mc 2 m=0.000,000,000,000,000,000,000,000,000,007,6 00 kg
  • Folie 68
  • Typically, a uranium alpha decay produces 4.3 MeV of energy We can calculate the mass which has been turned into energy in accordance with E=mc 2 m=0.000,000,000,000,000,000,000,000,000,007,6 00 kg

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