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Größenordnungen der Natur - Einheiten für Energie, Impuls und Masse

Die Einheit der Energie ist 1 J = 1 VAs. Die Elementarladung beträgt e = 1,6022 . 10 -19 As. Für (im Vergleich zum makroskopischen Bereich) sehr kleine Energien verwendet man auch die Einheit  1 eV = 1,6022 . 10 -19 J. 1 eV ("ein e-Volt") ist die Energie, die ein Elektron bei der Beschleunigung durch die Spannung 1 V gewinnt. Elektronen, die z.B. im Fernseher mit 25000 V = 25 kV beschleunigt werden, besitzen danach eine kinetische Energie von 25 keV. Weitere Einheiten sind:

1 M eV
Mega elektronenvolt
1 . 10 6 eV
1 G eV
Giga elektronenvolt
1 . 10 9 eV
1 T eV
Tera elektronenvolt
1 . 10 12 eV

Gesamtmasse und Gesamtenergie sind proportional zueinander (E = mc 2 ). Der Proportionalitätsfaktor ist c 2 . Für Gesamtenergien, die wesentlich höher als die Ruheenergie E 0 der Teilchen ist, kann man für die relativistische Energie-Impulsbeziehung
(pc)
2 = E 2 - (E 0 ) 2

in guter Näherung schreiben:
(pc) 2 » E 2 oder E » pc.
Daraus folgt für den Impuls p :
  p
» E/c    

Für die Gesamtmasse m kann man schreiben m = E/c 2 .
Der Einfachheit halber geben die Teilchenphysiker deshalb den Impuls in der Einheit 1 eV/c und die Masse eines Teilchens in der Einheit 1 eV/c 2 an.

Größe
Zusammenhang mit E
Einheit
Energie E
E
1 eV
Impuls p
p » E/c
1 eV/c 
Gesamtmasse m
m = E/c 2
1 eV/c 2

Leider sind Physiker aber oft schreibfaul und lassen bei Impuls und Masse das c bzw. c 2 weg und geben alle drei Größen in eV an. So kann es vorkommen, dass man in einem Buch liest: "Das Z 0 -Boson hat die Masse 91,2 GeV ", obwohl es korrekterweise "91,2 GeV/c 2 " heißen müsste.

Frage: Welchen Impuls besitzt ein Elektron, das durch eine Spannung von 20 MV beschleunigt wurde?

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