Was ist Protons kinetische Energie – Definition

Beispiel: Protons kinetische Energie

Ein Proton ( m = 1,67 × 10 ^–27 kg ) bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von v = 0,9900 c = 2,968 × 10 ⁸ m / s . Was ist ihre kinetische Energie ?

Nach einer klassischen Berechnung, die nicht korrekt ist, erhalten wir:

K = 1/2 mv ² = 1/2 × (1,67 × 10 ^–27 kg) × (2,968 × 10 ⁸ m / s) ² = 7,355 × 10 ^–11 J

Bei der relativistischen Korrektur ist die relativistische kinetische Energie gleich:

K = (l – 1) mc ²

wo der Lorentz-Faktor

= 7,089

deshalb

K = 6,089 × (1,67 × 10 ^–27 kg) × (2,9979 × 10 ⁸ m / s) ² = 9,139 × 10 ^–10 J = 5,701 GeV

Dies ist ungefähr 12-mal so viel Energie wie bei der klassischen Berechnung. Entsprechend dieser Beziehung erfordert eine Beschleunigung eines Protonenstrahls auf 5,7 GeV Energien, die in der Größenordnung unterschiedlich sind.