GEORG-AUGUST-UNIVERSIT AT G OTTINGEN II. Physikalisches ...

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Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Theoretischer Hintergrund 1 2.1 Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik . . . . . . . . . . . . . . 1 2.2 Die schwache Wechselwirkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.3 Entstehung kosmischer Myonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.4 Der Myonzerfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.4.1 Das Zerfallsgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.5 Das Myon-Paradoxon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.6 Eigenschaften kosmischer Myonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.6.1 Winkelabhängigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.6.2 Energiespektren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.7 Die Nachweismethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.7.1 Der Cherenkov-Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.7.2 Der Photoeffekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.8 Energieverlust geladener Teilchen in Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.9 Fragen zur Theorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3 Die Versuchsbeschreibung 13 3.1 Der Photomultiplier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.2 Die Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4 Die Versuchsdurchführung 16 5 Datenauswertung 19 5.1 Auswertung der Ratenmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.1.1 Bestimmung der Myonrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.1.2 Poisson-Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 I
5.2 Auswertung der Lebensdauermessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 A Statistik 20 A.1 Die Poisson-Verteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 A.2 Der χ 2 -Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 B Literatur 22 <strong>II</strong>
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4.3.3 Die Wissensvermittlung . . .
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ten vorgestellt und deren Funktions
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Im Standardmodell der Elementarteil
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Tabelle 2.4: Die Quarkzusammensetzu
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Abbildung 2.2: Hadronische Zerfäll
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Tabelle 2.6: Zerfallskanäle zur My
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neutrino um. Das Austauschteilchen
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Abbildung 2.6: Schematische Darstel
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Die Pionen, gefolgt von den Kaonen,
Seite 21 und 22: einer Beobachtung vom Bezugssystem
Seite 23 und 24: Ausgehend von den überwiegend posi
Seite 25 und 26: In diesem Versuch ist der Energieve
Seite 27 und 28: Die Aussendung des Lichts erfolgt u
Seite 29 und 30: vor und hinter dem Mach-Kegel herrs
Seite 32 und 33: 3 Experimenteller Aufbau und Versuc
Seite 34 und 35: Die Dynoden bestehen meistens aus B
Seite 36 und 37: Abbildung 3.3: Das Hauptmenu von ka
Seite 38 und 39: Abbildung 3.5: Ein realer Versuchsa
Seite 40 und 41: Wird Gleichung (3.4) nach dem Impul
Seite 42: Abbildung 3.6: Kannenpositionen fü
Seite 45 und 46: Tabelle 4.1: Die Pflichtveranstaltu
Seite 47 und 48: 4.2 E4 - Das kosmische Myon in der
Seite 49 und 50: Tage nach der Versuchsdurchführung
Seite 51 und 52: Die Myonrate ergibt sich zu 1, 62(1
Seite 53 und 54: Abbildung 4.4: Die selektierten Mes
Seite 55 und 56: Abbildung 4.7: Die Messergebnisse i
Seite 57 und 58: Schaffung von Lehrsituationen beein
Seite 60 und 61: 5 Erweiterung von E4 In Abschnitt 3
Seite 62: Tabelle 5.1: Vergleich der benötig
Seite 65 und 66: Myonrate ist gut beschrieben. Bei d
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Seite 76 und 77: Abbildung 1: Schematische Darstellu
Seite 78 und 79: Die Gleichung wird umgeschrieben, s
Seite 80 und 81: Abbildung 3: Die Winkelabhängigkei
Seite 82 und 83: Überschallgeschwindigkeit, kommt e
Seite 84 und 85: 2.8 Energieverlust geladener Teilch
Seite 86 und 87: 3 Die Versuchsbeschreibung Abb. 8 z
Seite 88 und 89: Abbildung 10: Schematischer Aufbau
Seite 90 und 91: mit der Gummidichtung auf die Kanne
Seite 92 und 93: 5 Datenauswertung Geben Sie zu jede
Seite 94 und 95: Tabelle 2: Kumulative χ 2 -Verteil
Seite 96 und 97: Verständnis des Versuchs - Warum w
Seite 98 und 99: Versuchswahl und Verbesserungen - W
Seite 100 und 101: E4 - Das kosmische Myon in der Ther
Seite 102 und 103: Teilchen schneller als das Licht in
Seite 104 und 105: Datenanalyse Schwelleneffekte für
Seite 106 und 107: Physik Versuch mit Ergebnissen Bild
Seite 108 und 109: Literaturverzeichnis [All 84] O.C.
Seite 110 und 111: Danksagung An dieser Stelle möchte
Seite 112: Erklärung Ich versichere, dass ich
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