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Durchschlagsenergie

6 Beiträge, Schlüsselwörter: Physik, Energie, Penetration, Durchschlag
Seite 1 von 1

Durchschlagsenergie

05.06.2016 um 16:29
Hallo,
mich beschäftigt gerade ein Thema, wo es darum geht, wie hoch die kinetische Energie eines Projektils sein muss um eine Wand zu durchschlagen.
Es geht mir dabei jedoch weniger um ein Projektil im herkömmlichen Sinne sondern darum wieviel kinetische Energie neutrales/ungeladenes Atom oder Molekül theoretisch bräuchte um eine Wand/Barriere einer bestimmten Dicke aus Kunststoff,Glas, oder Keramik zu durchschlagen. Das einzige was ich bisher dazu gefunden habe war diese Panzerformel(Wikipedia: Panzerformel) die aber dafür nicht wirklich anwendbar ist, da es nicht um das Material Stahl geht und auch kein Projektil im herkömmlichen Sinne.

Kann mir da vielleicht jemand weiterhelfen, wie man das vielleicht über die Dichte, E-modul usw. irgendwie berechnen kann?


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Durchschlagsenergie

05.06.2016 um 23:33
@Chimerer

das is eigentlich keine Frage der kinetischen Energie, bei Teilchen spricht man da von der mittleren freien Weglänge.
Wikipedia: Mittlere_freie_Weglänge

mfg
kuno


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Durchschlagsenergie

06.06.2016 um 10:49
@kuno7
Vielen Dank für die Antwort.
Leider hilft mir das nicht weiter, wenn ich nicht weis wie hoch die kin. Energie sein muss, damit ein Atom/Molekül alle anderen Atome/Molkeüle in seinem Weg beiseite schiebt/verdrängt. Da das ganze nur eine theoretische Frage ist, wäre es für mich am praktischten, wenn ich irgendeine Formel für ein normales Projektil hätte, welche mir die kinetische Energie des Projektils in Abhängigkeit von dessen Größe/Dichte und der Dichte/Dicke/usw. der Wand angibt. Mit der ich dann auf das Molekül als Projektil runterrechnen kann.


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Durchschlagsenergie

06.06.2016 um 12:25
@Chimerer

Ich vermute, dass man auf Atomebene nicht mit Newtonscher Mechanik weiterkommt.

Da spielen dann relativistische Physik oder die Unschärferelation eine Rolle.

Vielleicht hilft dir die Beschreibung der Alphastrahlung weiter, denn Alphateilchen sind nichts anderes als Atomkerne (Projektile wenn Du sie so nennen willst)

Wikipedia: Alphastrahlung


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Durchschlagsenergie

06.06.2016 um 13:34
Ich bin da auf folgende Bethe-Bloch-Formel gestoßen:
dE/dx = (n*z*Z²*e^4) / (4pi*e0²m0*va²) * ln (2m0 va²)/E

Nur stellt sich die Frage in wieweit man die Formel auf ungeladene Moleküle, einer Barriere die aus Molekülen unterschiedlicher Atome besteht überhaupt anwenden kann und wenn was man da für Werte Einsetzten müsste....


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Durchschlagsenergie

06.06.2016 um 16:39
@Chimerer

Näher als mit dieser Formel wirst du dem Problem, so wie du es siehst nicht kommen. Damit kannst du auch die Energie, welche das Teilchen hatt, durch Differentiation ausrechnen.

Wenn die Elementarladung null ist hast du natürlich ein Problem. Dafür lässt sich ansonsten der makroskopische Wirkungsquerschnitt hernehmen, welcher dir etwas über die Wahrscheinlichkeit eines Stoßes sagt.
Du kannst natürlich auch ausrechnen welche Energie ein Teilchen haben muss um ein einziges Elektron/Proton/Neutron anzuregen oder aus dem Gitter herauszustoßen.


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