Größenordnungen der Natur - Einheiten für Energie, Impuls und Masse Im Vergleich der "Längen" zeigt sich, dass ein Mensch mindestens 1018 mal so groß ist wie ein Elektron. Vergleicht man die Massen, so stellt man fest, dass der Mensch etwa 1033 mal so schwer ist wie ein Elektron. Das Verhältnis der Massen von Teilchen des Mikrokosmos zu Gegenständen aus unserer Umgebung ist offensichtlich noch weit unterschiedlicher als das der Längen, so dass Vergleiche von Massen des Makro- und Mikrokosmos nur wenig aussagekräftig sind.  Bei Energien und Impulsen zeigen sich ähnlich große Unterschiede. Es ist daher auch an vielen Stellen sinnvoller, Teilchenenergien, -impulse oder -massen in Einheiten anzugeben, die auf den Mikrokosmos "zugeschnitten" sind. Die Einheit der Energie ist 1 J = 1 VAs. Die Elementarladung ist e = 1,6022.10-19 As. Für die im Vergleich zum makroskopischen Bereich sehr kleinen Energien verwendet man die Einheit 1eV = 1,6022.10-19 J. 1eV ("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 oft benutzte Einheiten (in Zehnerpotenz-Schreib- weise ) zeigt folgende Tabelle: 1 MeV Megaelektronenvolt 1.106 eV 1 GeV Gigaelektronenvolt 1.109 eV 1 TeV Teraelektronenvolt 1.1012 eV Die Gesamtmasse m und Gesamtenergie E sind proportional zueinander  (E = mc2). Der Proportionalitätsfaktor ist c2. Für Gesamtenergien E, die wesentlich höher als die Ruheenergie E0 bzw. Ruhemasse m0 = E0/c2 der Teilchen sind (kurz: E >> E0), kann man für die  relativistische Energie-Impulsbeziehung (pc)2 = E2 - (E0)2 in guter Näherung schreiben: (pc)2 » E2   oder   pc » E. Daraus folgt für den Impuls p: p » E/c.  Für die Gesamtmasse m kann man schreiben:  m = E/c2. Die Teilchenphysiker geben daher den Impuls in der Einheit 1 eV/c und die Masse eines Teilchens in der Einheit 1 eV/c2 an (für E >> E0). Größe Zusammenhang mit E Einheit Energie E E 1 eV Impuls p p » E/c 1 eV/c Gesamtmasse m m = E/c2 1 eV/c2 Leider sind Physiker aber oft schreibfaul und lassen bei Impuls und Masse das c bzw. c2 weg und geben alle drei Größen in eV an. So kann es vorkommen, dass man in einem Buch folgenden Satz liest: "Das Z0-Boson hat die Masse 91,2 GeV", obwohl es korrekterweise "91,2 GeV/c2" heißen müsste. Frage: Welchen Impuls besitzt ein Elektron, das durch eine Spannung von 20 MV beschleunigt wurde? Lösung 20 MeV/c