μ子在相对自身静止的惯性参考系中的平均寿命是怎么测出来的
反相吧
全部回复
仅看楼主
level 10
看到很多物理习题都把它当已知条件来操作,却没人告诉这个数值是怎么得来的,有人说一下吗?
2017年11月22日 08点11分 1
level 10
习题题目: μ子在相对自身静止的惯性参考系中的平均寿命t0≈2.0×10-6s.宇宙射线与大气在高空某处发生核反应产生一批μ子,以v=0.99c的速度(c为真空中的光速)向下运动并衰变.根据放射性衰变定律,相对给定惯性参考系,若t=0时刻的粒子数为N(0),t时刻剩余的粒子数为N(t),则有N(t)=N(0)e-t/t′,式中t′为相对该惯性系粒子的平均寿命.若能到达地面的μ子数为原来的5%,试估算μ子产生处相对于地面的高度h.不考虑重力和地磁场对μ子运动的影响
2017年11月22日 08点11分 2
没有人能够测量出粒子的静止寿命,测量粒子的寿命常常使用粒子计数器,通过对存在粒子的计数,根据粒子的衰变规律计算出粒子的运动时间。这个测量过程是在粒子运动状态进行的,也就是测量的是运动系的时间不是粒子的固有时间。教科书中是硬把这个时间说成是粒子的固有时间的,这就为忽悠人找到了借口
2017年11月22日 12点11分
@东方已晓 没有人能够测量出电阻的阻值,测量电阻的阻值常常使用电压表和电流计,通过对电压表和电流计的计数,根据电压和电流的规律计算出电阻的阻值。
2017年11月22日 13点11分
@东方已晓 这个测量过程是在电阻加电状态进行的,也就是测量的是加电时的阻值不是电阻的固有阻值。教科书中是硬把这个阻值说成是电阻的固有属性,这就为忽悠人找到了借口
2017年11月22日 13点11分
@东方已晓 确实如此
2017年11月23日 00点11分
level 16
后一张图我添加了下划红线,张元仲给出了三个解释办法,一个是粒子的速度超过了光速,另两个都是使用相对论给出的办法,这两个办法并不是同时存在的,只是也可以等价的使用一下,过了这村再说。
人们现在还不能与粒子同速运动(包括使用运载工具),所以测量粒子的固有寿命是不可能的。把粒子束缚后测量它的寿命的方法也是错误的,因为改变了粒子的存在环境,就如同测量冰箱中食物的保质期一样是不能用在普通食物上一样。
2017年11月22日 13点11分 3
level 10
如果μ子固有寿命只是通过相对论的钟慢公式计算出来的,怎么来验证相对论是钟慢效应是真实存在的呢?
2017年11月23日 00点11分 5
level 10
用于测量寿命的μ子是怎么产生的?
2017年11月23日 00点11分 6
level 16
各种黑的延续网友,贴出了测量缪子寿命的实验。在本吧就贴出过。
2017年11月24日 10点11分 7
level 16
关于μ介子实验,比较有说服力的反驳观点为:一般认为,来自外层空间的宇宙线轰击地球大气,产生了大量的μ介子,这些μ子具有很宽的能量范围,飞行速度有大有小,高能量的μ子速度非常接近光速c,可大于0.9954c。μ子寿命很短暂,产生后会很快衰变掉,各个μ子的实际寿命有长有短,但是当我们统计群体μ子的平均寿命时发现,其平均寿命是恒定的。1963年,D.H.Frisch和J.H.Smith在新罕布什尔州的华盛顿山山顶(海拔1910米),用闪烁器检测铅直向下而速度在0.9950~0.9954c之间的μ子数目,结果检测到每小时平均有563±10个,然后下到离海平面3米处,用闪烁器检测相同速度的μ子数目,结果检测到每小时平均有408±9个。这些μ子从山顶运动到海平面所花费的时间应为: (1910-3)米t = 6.4×10-6秒 0.9952×3×10+8米/秒 ,这是静止μ子半衰期 1.53×10-6秒的4倍多,如果高速飞行μ子的半衰期与静止时相同的话,可以预期,飞行了1907米后,在海平面附近的μ子数目应不到 563/24 ≈ 35个,而当时实际测量却有408个。几乎所有的物理学家都认为,这个实验清楚地表明,飞行μ子的半衰期增长了,寿命延长了。拥护相对论者进而认为,正是狭义相对论的“钟慢”效应,导致飞行μ子的寿命延长,这是“时间膨胀”的直接证据;而许多反相对论者则认为,虽然飞行μ子的寿命延长了,但并不是因为“时间膨胀”,而是另有一些尚不清楚的原因。 笔者却认为,以这个实验的结果,根本不能断言飞行μ子的寿命延长了。因为我们没法认定,在海平面检测到的408个μ子,就是山顶上563个μ子衰变后存活下来的。在山顶上检测到的563个μ子,并不包括山顶上的全部μ子,而仅仅是全部μ子中速度在0.9950~0.9954c之间的μ子。让我们特别关注那些速度大于0.9954c的高能μ子,这些μ子尽管没能在山顶上被闪烁器检测到,被排除在563个之外,但是它们在从山顶向海平面运动的过程中,能量会被大气逐渐吸收,速度会慢下来,其中一部分在到达海平面时速度必然会降到0.9950~0.9954c之间,这一部分μ子就会在海平面处被闪烁器检测到,就会成为408个μ子中的一部分! 所以我们并不知道这408个μ子中究竟有多少个μ子是真正由563个μ子衰变后存活下来的,我们怎么可以用这408个μ子来推算那563个μ子的半衰期呢???
2017年11月24日 10点11分 8
level 16
8楼就是各种黑的延续贴出来的帖子中的一部分。我只是转载,不作评论。
2017年11月24日 10点11分 9
level 10
也就是说,没有静止不动μ子。所谓半衰期,是用静止时钟测量的运动μ子的半衰期。怎么可以算是μ子的固有寿命呢?
2017年11月25日 06点11分 10
μ子速度够低就行
2017年11月25日 08点11分
@csq567a 低到多少?
2017年11月25日 12点11分
@星光月影1973 低到没有相对论效应就可,至少小于0.1c就差不多了。
2017年11月25日 13点11分
即使到不了,用几个速度的测量结果也可以推算出来。
2017年11月25日 13点11分
1