Во сколько раз увеличивается продолжительность существования нестабильной частицы по часам неподвижного наблюдателя, если она начинает двигаться со скоростью, составляющей 99% от скорости света?
Другие предметыУниверситетРелятивистская физикафизические основы механикинестабильная частицаскорость светавремя жизни частицынаблюдательрелятивистские эффекты
Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно использовать концепцию времени в специальной теории относительности, в частности, эффект замедления времени.
Когда частица движется с большой скоростью, близкой к скорости света, время для неё проходит медленнее по сравнению с неподвижным наблюдателем. Это явление называется релятивистским замедлением времени.
Формула для определения отношения времени, прошедшего для движущейся частицы (t') и времени, прошедшего для неподвижного наблюдателя (t),выглядит следующим образом:
t' = t / √(1 - v²/c²)
Где:
В нашем случае скорость частицы v составляет 99% от скорости света, то есть v = 0.99c. Теперь подставим это значение в формулу:
Теперь, чтобы найти, во сколько раз увеличивается продолжительность существования частицы по часам неподвижного наблюдателя, мы можем выразить это как:
Увеличение = 1 / √(1 - v²/c²) = 1 / 0.141 ≈ 7.07.
Таким образом, продолжительность существования нестабильной частицы увеличивается примерно в 7.07 раз по сравнению с временем, измеренным неподвижным наблюдателем.