Wieso wird ein Elektron trotz abgegebener Synchrotronstrahlung nicht langsamer?

Erste Frage Aufrufe: 740     Aktiv: 25.04.2021 um 21:26
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Hallo, ich bereite mich gerade auf die Physik-Lk Abitur-Klausur vor,
dabei wurde in der Klausur von 2020 folgende Aufgabe gestellt:
Begründen Sie, dass die durch die Ablenkmagnete auf die Elektronen wirkende Lorentzkraft nicht zu einer Änderung des Betrags der Bahngeschwindigkeit führt.

Dabei bewegt sich das Elektron mit nahe der Lichtgeschwindigkeit durch ein Synchrotron.

Meine Überlegung ist, dass die Lorentzkraft zwar nicht entgegen der bisherigen Beschleunigung wirkt, jedoch müsste bei so hohen Geschwindigkeiten doch eine zu beachtende Menge an Synchrotronstrahlung abgestrahlt werden. Aus der Energieerhaltung folgt, dass das Elektron langsamer wird. Wieso bleibt die Bahngeschwindigkeit also gleich?
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Dein Gedankengang ist schon richtig, aber du denkst zu weit (und kompliziert).

Magnetische Kräfte, d.h. die Lorentzkraft wirkt immer senkrecht zur Geschwindigkeit. Dadurch kann es die kin. Energie nicht ändern und somit bleibt der Betrag der Geschwindigkeit konstant. 

Bezüglich der Synchrotronstrahlung hast du recht. Jedoch heißt das Ding "Synchroton", weil es das Magnetfeld synchron zur Geschwindigkeit/Energie der Teilchen ändern. D.h. es führt die abgestrahlte Energie direkt wieder hinzu.

Alternativ könnte man auch argumentieren, dass Elektronen in einem Synchroton fast Lichtgeschwindigkeit besitzen und der Verlust durch die Umlenkung so gering ist, dass der Betrag der Geschwindigkeit in etwa konstant bleibt.
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