Was ist die feine Struktur konstant und wie bezieht sie sich auf die Grenzen der Lichtgeschwindigkeit?
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Die Feinstrukturkonstante ist eine wichtige physikalische Konstante. Sie ist eine dimensionslose Zahl, die die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung quantifiziert. Sie hat einen Messwert von 0,0072973525693 mit einem Fehler, oder etwa 1/137. Die Feinstrukturkonstante kann als das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit des Elektrons in der ersten kreisförmigen Umlaufbahn des Bohr-Modells des Atoms und der Lichtgeschwindigkeit interpretiert werden.
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Wo haben wir sonst die feine Strukturkonstante in der Physik beobachtet?
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Die feine Strukturkonstante erscheint an mehreren Stellen in der Physik: - Sie bestimmt die Stärke elektromagnetischer Wechselwirkungen zwischen Elementarteilchen. Sie erscheint in der Berechnung des magnetischen Moments des Elektrons und anderer elektromagnetischer Eigenschaften von Teilchen. - Sie beeinflusst die Spektrallinien von Atomen und bestimmt die "feine Struktur" von Spektrallinien aufgrund von Elektronen-Spin-Orbit-Wechselwirkungen. Hierher kommt ihr Name. - Sie bestimmt die Wahrscheinlichkeit der Elektronen-Positron-Paarbildung in Gegenwart elektromagnetischer Felder. Dieser Prozess ist ein wichtiger Aspekt der Wechselwirkungen von Hochenergie-Photonen mit Materie. - Sie beeinflusst die Streuung von Licht von Oberflächen, die für die Untersuchung der Optik von Materialien wichtig ist. Die Reflexions- und Absorptionsfähigkeit von Materialien hängt von der feinen Strukturkonstante ab. - Sie spielt eine Rolle in vielen Präzisionstests der Quantenelektrodynamik und des Standardmodells der Teilchenphysik. Durch die sehr präzise Messung können wir unsere Theorien auf hohe Genauigkeit testen. So ist die feine Strukturkonstante ein sehr grundlegender Parameter, der viele elektromagnetische Phänomene beeinflusst und in der Physik eine wichtige Rolle spielt, von Atomen bis hin zu hohen Energieteilchen Wechselwirkungen.
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