Wer ist am schnellsten?
Werbung
Wer ist am schnellsten? Manfred Jeitler Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und CERN Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 1 Ich bin Manfred und das ist das eilige Kaninchen aus “Alice im Wunderland” Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 2 Wer bin ich? ich bin Physiker und zwar „Elementarteilchenphysiker“ ich arbeite an einem „Teilchenbeschleuniger“ in der Schweiz für ein österreichisches Institut: Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 3 Und was erzähle ich Euch? „Elementarteilchen“ sind meistens sehr schnell und darum will ich Euch etwas von Geschwindigkeit erzählen Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 4 Was heißt „Geschwindigkeit“? wie misst man Geschwindigkeit? Kilometer pro Stunde (km/h) oder Meter pro Sekunde (m/s) oder irgendeine Länge durch irgendeine Zeit Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 5 gehen laufen 4 km/h Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik 20 km/h Wer ist am schnellsten? 6 radfahren 40 km/h Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 7 Auto 100 km/h Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 8 Flugzeug 1000 km/h Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 9 Rakete 30000 km/h Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 10 Geht es noch schneller? Schall Raketen sind schneller und sogar manche Flugzeuge 300 Meter pro Sekunde 1000 km / h Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 11 “Schallmauer” die meisten Flugzeuge fliegen mit knapp 1000 km / h knapp langsamer als der Schall die Schallmauer durchstoßen ist schwierig ! Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 12 Geht es noch schneller? Licht viel schneller es gibt nichts schnelleres ! 300 000 km pro Sekunde eine Milliarde km / h – 1 000 000 000 km / h Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 13 Warum fliegt nichts schneller als das Licht? je näher man der Lichtgeschwindigkeit kommt, umso mehr Energie braucht man, um noch schneller zu werden Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 14 Warum fliegt nichts schneller als das Licht? Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 15 Ganz schön langsam! 350 km/h Licht: 1 000 000 000 km/h (drei Millionen Mal schneller!) Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 16 Ganz schön langsam! 0,003 km/h 350 km/h 100 000 Mal schneller als die Schnecke 4 km/h 1000 Mal schneller als die Schnecke Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Licht: 1 000 000 000 km/h drei Millionen Mal schneller Wer ist am schnellsten? 17 als das Rennauto Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 18 Warum fliegt nichts schneller als das Licht? Um mit einem Auto knapp an die Lichtgeschwindigkeit zu kommen (90%), müsstest du um 100’000’000’000 € tanken 100 Milliarden Euro Energie von 100’000 Atombomben! bitte volltanken um 100’000’000’000 € ! Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 19 Myonen in einer Funkenkammer Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 20 20 Polarlicht (Nordlicht) Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 21 21 Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 22 22 Schnell genug? das Myon lebt 0,000 002 Sekunden – im Mittel – danach „zerfällt“ es Myonen entstehen hoch in der Atmosphäre – durch kosmische Strahlung – zehntausende Kilometer hoch nichts fliegt schneller als das Licht – 300 000 km / s aber 300 000 × 0,000 002 = 0,6 ! – dann könnten also die Myonen nur 600 Meter weit fliegen aber wie kommen sie dann bis auf die Erde herunter? Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 23 Die Zeit vergeht langsamer, wenn man schnell ist! aber man muss schon wirklich fast so schnell wie das Licht sein sonst ist es sehr schwer zu messen – mit sehr genauen Uhren (Atomuhren) in Flugzeugen hat man das schon ausprobiert Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 24 Die Zeit vergeht langsamer, wenn man schnell ist! wenn man ganz nahe an die Lichtgeschwindigkeit kommt, vergeht die Zeit ganz langsam! Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 25 Könnten wir je zu fernen Sternen fliegen? Stern Deneb (Sternbild Schwan): 1550 Lichtjahre entfernt Mit einer sehr schnellen Rakete schon Aber der Omama kannst Du nicht mehr davon erzählen ... und auch nicht deinen Urgroßneffen Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 26 Zwillingsparadoxon Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 27 Zwillingsparadoxon Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 28 Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit Olaf Römer: Jupitermonde Lichtgeschwindigkeit zum ersten Mal gemessen Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 29 Michelson: “Interferometer” – die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Systemen gleich! Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 30 Viel Spaß und ... ... nicht zu schnell! Manfred Jeitler, Institut für Hochenergiephysik Wer ist am schnellsten? 31
