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Ruheenergie-Rechner

· Zuletzt aktualisiert：2026-08-29

Ruheenergie E₀ = mc²: Die 0.510999 MeV des Elektrons und die 938.272088 MeV des Protons sind die zwei Anker der Massentabelle der Teilchenphysik (Neutron 939.565421 MeV; eigene Masse in kg willkommen). Ausgegeben werden Masse (kg und atomare Masseneinheiten) und Energie (Joule + eV-Einheiten) — so zitieren Collider-Papers Massen: Ein MeV ist eine Masseneinheit.

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Wichtige Fakten

Kategorie
Science & Education
Eingabetypen
select, number
Ausgabetyp
text
Sample-Abdeckung
4
API bereit
Ja

Überblick

Der Ruheenergie-Rechner ermittelt die Ruheenergie E₀ = mc² für fundamentale Elementarteilchen oder beliebige Massen. Das Tool konvertiert Werte in Kilogramm und atomaren Masseneinheiten direkt in die äquivalenten Energieeinheiten Joule und Megaelektronenvolt.

Wann verwenden

  • Bei Berechnungen zur Energie-Masse-Äquivalenz in der Kern- und Teilchenphysik.
  • Zur schnellen Umrechnung von Ruhemassen in Standard-Collider-Einheiten wie MeV.
  • Zur Überprüfung von Aufgaben zur speziellen Relativitätstheorie in Schule oder Studium.

So funktioniert es

  1. 1Wählen Sie ein vordefiniertes Teilchen (Elektron, Proton, Neutron) oder die Option für eine eigene Masse aus.
  2. 2Geben Sie bei einer eigenen Masse den gewünschten Wert in Kilogramm (auch in Exponentialschreibweise) ein.
  3. 3Das Tool berechnet die Ruheenergie über E₀ = mc² und gibt Masse (kg, u) sowie Energie (J, MeV) aus.

Anwendungsfälle

  • Analyse von Schwellenenergien bei Annihilations- und Paarbildungsprozessen.
  • Verifikation theoretischer Massen und Bindungsenergien in der Hochenergiephysik.
  • Umrechnung experimenteller Labordaten zwischen SI-Einheiten und Hochenergie-Einheiten.

Beispiele

1. Ruheenergie des Protons abrufen

Physikstudent

Hintergrund

Für ein Praktikumsprotokoll wird die theoretische Ruheenergie des Protons in MeV und Joule benötigt.

Aufgabe

Exakte Umrechnung der Protonenmasse in Energieeinheiten ohne manuelle Rundungsfehler.

Verwendung

Wählen Sie im Dropdown-Menü 'Teilchen' die Option 'Proton' aus.

Ergebnis

Das Tool liefert 938,272088 MeV bzw. 1,50328e-10 J bei 1,67262e-27 kg.

2. Ruheenergie einer benutzerdefinierten Masse

Dozent für Physik

Hintergrund

In einer Einführungsvorlesung soll das Energieäquivalent von 1 Milligramm Materie demonstriert werden.

Aufgabe

Berechnung der Ruheenergie in Joule für eine beliebige nicht-subatomare Masse.

Verwendung

Wählen Sie 'Eigene Masse' und tragen Sie 1e-6 in das Feld 'Eigene Masse (kg)' ein.

particle: custom, customMass: 1e-6

Ergebnis

Das Tool gibt die Ruheenergie von 8,98755e+10 Joule für die eingegebene Masse aus.

FAQ

Welche Teilchen sind vordefiniert hinterlegt?

Elektron (0,511 MeV), Proton (938,272 MeV) und Neutron (939,565 MeV) sind als Standardauswahl verfügbar.

In welchen Einheiten erfolgt die Ausgabe?

Die Masse wird in Kilogramm (kg) und atomaren Masseneinheiten (u) angegeben, die Energie in Joule (J) und Megaelektronenvolt (MeV).

Wie wird die Ruheenergie berechnet?

Die Berechnung erfolgt über die Gleichung E₀ = mc² mit der quadrierten Lichtgeschwindigkeit c².

Kann ich Massen im wissenschaftlichen Format eingeben?

Ja, Werte können in Standarddezimal- oder Exponentialschreibweise (z. B. 9.109e-31) eingegeben werden.

Warum wird in der Teilchenphysik MeV als Masse verwendet?

Wegen E₀ = mc² sind Masse und Ruheenergie äquivalent; MeV/c² bzw. MeV dient daher in Veröffentlichungen direkt als Massenangabe.

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Ampère-Kraft-Rechner

Ampère-Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter, F = B·I·L·sinθ: Einheiten von B, I und L wählbar, mit Betrag, 90°-Referenzkraft und Richtung (senkrecht zu Leiter und Feld, Rechte-Hand-Regel). Anker: 1 T auf 1 A in 1 m Leiter im rechten Winkel ergibt genau 1 N; bei 30° halbiert sich die Kraft (sin 30° = ½), parallel verschwindet sie; das Erdfeld mit 50 µT drückt mit nur 50 µN auf denselben Leiter.

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Coulomb-Kraft-Rechner

Coulombsches Gesetz F = k·|q₁q₂|/r², mit k = 8.987552×10⁹ N·m²/C²: Ladungen mit Vorzeichen, die Größe kommt aus |q₁q₂|, das Vorzeichenprodukt entscheidet Anziehung oder Abstoßung. Anker: zwei Ladungen von je 1 C im Abstand 1 m stoßen sich mit 8.99×10⁹ N ab — die klassische Demonstration, wie gewaltig das Coulomb ist; das Elektron-Proton-Paar am Bohrschen Radius zieht sich mit 8.24×10⁻⁸ N an.

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Rechner für das elektrische Potential

Potential einer Punktladung V = k·Q/r mit Vorzeichen: eine positive Quelle hebt das Potential, eine negative senkt es; dazu umgerechnet in die potentielle Energie eines Elektrons an diesem Punkt, U = −e·V, in eV, damit die atomare Skala direkt ablesbar ist. Anker: 1 µC bei 1 m ergibt 8987.55 V; das Potential des Protons am Bohrschen Radius beträgt 27.211386 V, und −e·V = −27.211386 eV — genau doppelt so viel wie Wasserstoffs 13.6-eV-Ionisationsenergie (Virial-Aufteilung: halb potentiell, halb kinetisch).

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Rechner für die Faraday-Induktionsspannung

Faradaysches Induktionsgesetz |ε| = N·ΔΦ/Δt: wählbare Einheiten für Windungen, Fluss und Zeit, mit dem Betrag der Spannung und dem Lenzschen-Vorzeichen-Hinweis. Das Weber wird durch dieses Gesetz definiert: Eine Windung, die eine Weber Flussänderung pro Sekunde sieht, induziert genau ein Volt. Die Windungen multiplizieren: Eine 200-Windungen-Spule mit 0.5 mWb Flussänderung in 10 ms stapelt 200 × 0.05 V = 10 V — das Prinzip, das vom Fahrraddynamo bis zum Kraftwerksgenerator skaliert.