Verwenden Physiker Teilchenenergie, um sich auf kinetische Energie zu beziehen?

Ja, in diesem Fall ist mit „Energie“ die kinetische Energie gemeint$K = (\gamma-1)mc^2$dass das einfallende Teilchen auf das Zielsystem übertragen werden kann. Wie Sie betonen, wäre es nicht sinnvoll, über ein Elektron zu sprechen, das Ruheenergie hat$E_0=mc^2=511\rm\,keV$, um eine Gesamtenergie zu haben$E=\gamma mc^2 = mc^2 + K$von nur 100 eV.

Für ultrarelativistische Teilchen mit$E\gg E_0$Es ist eine vernünftige Annäherung, sich die kinetische Energie und die Gesamtenergie als identisch vorzustellen, und für nichtrelativistische Systeme ist die Bedeutung aus dem Kontext eindeutig, sodass sie sich nur in einem ziemlich engen Energiebereich befindet$\gamma\approx2$, oder$K\approx E_0$, dass man darauf achten muss, zwischen kinetischer und totaler Energie zu unterscheiden. Das macht uns schlapp. Verzeihung.

Spezielle Relativitätstheorie gibt Ihnen$(mc^2)^2 = E^2 - (pc)^2$, Wo$m$ist die Ruhemasse des Teilchens (511 keV für Elektronen),$p$ist der Schwung und$E$die Gesamtenergie. Wenn Sie das natürliche Einheitensystem haben, wo$c = 1$, wird die Gleichung$m^2 = E^2 - p^2$, was für Sie vielleicht seltsam aussieht.

Wenn ein Elektron eine Energie von 145 keV hat, muss es nur die kinetische Energie sein, es gibt einfach keine Wahlmöglichkeit$p$so dass$E$könnte kleiner sein als$mc^2$. Für höhere Energien könnte es zweideutig werden. Wenn Sie haben$E \gg mc^2$, dann wird der tatsächliche Unterschied gering sein, weil die Teilchen ohnehin ultrarelativistisch sind.

In einem Kontext der Teilchenphysik, in dem sich Teilchen gegenseitig vernichten können, ist Energie normalerweise als Gesamtenergie einschließlich Ruhemasse gemeint, genau wie die obige Gleichung sagt.

Es ist nicht nur üblich, kinetische Energie als Energie in anderen Kontexten als der Hochenergiephysik zu zitieren , es ist im Grunde auch der Ursprung der gesamten Konvention, Energien in Elektronenvolt zu schreiben:$1\:\mathrm{keV}$ist die kinetische Energie, die ein einfach geladenes Teilchen unabhängig von seiner Masse aufnimmt, wenn man es durch das Potential eines Linearbeschleunigers fallen lässt, dh auf geladenen Kondensator$1\:\mathrm{kV}$. Und diese Energie kann dann zB ein solches Elektron beim Aufprall auf die Kathode einer Röntgenröhre nutzen. Röntgenstrahlen kommen normalerweise nicht in die Nähe der Elektronenruhemasse, daher ist hier wie gesagt eindeutig, welche Energie gemeint ist.

(Für die Röntgenstrahlen selbst ist es dank Null Ruhemasse natürlich sowieso eindeutig.)

Ja. Bombardierung impliziert Kinetik. Die (Ruhe-)Masse von Elektronen und Protonen ist fest, es würde keinen Sinn machen, sie als Variable zu diskutieren. Allgemeiner kann die Energie eines Teilchens als aus seiner Ruhemasse, seiner kinetischen Energie und seiner potentiellen Energie zusammengesetzt betrachtet werden. Der Begriff hat keine einzige Bedeutung, tatsächlich ist Energie eine Abstraktion, was bedeutet, dass es keine Substanz oder Sache gibt, die "Energie" genannt wird.