Задача 3. Рассмотрите стержень, ориентированный перпендикулярно направлению движения ракеты. Повторите изложенные выше рассуждения и покажите, что длина таким образом ориентированного стержня в системе отсчета, связанной с землей, та же, что и в системе отсчета, связанной с ракетой.
Задача 4. Принцип относительности говорит, что все инерциальные системы отсчета совершенно равноправны. Это означает, что регистрация мюонов, родившихся в верхних слоях атмосферы, детекторами на поверхности Земли должна так же хорошо объясняться с точки зрения наблюдателя, летящего вместе с мюонами, как и с точки зрения земного наблюдателя. Встаньте на эту “точку зрения мюона” и объясните факт регистрации.
Решение. С точки зрения наблюдателя, движущегося вместе с мюоном, со скоростью v навстречу ему несутся и атмосфера, и регистрирующие детекторы. Толщина движущейся атмосферы в раз меньше толщины покоящейся атмосферы. Это меньшее расстояние детекторы пролетят за время
За это время число мюонов уменьшится в
раз, что совпадает с результатом полученнымс точки зрения земного наблюдателя.
|
|
Задача 5. Для регистрации заряженных частиц используют устройство, называемое пузырьковой камерой. Оно устроено следующим образом. Регистрирующая камера при низкой температуре заполняется жидким водородом. Жидкость настолько тщательно очищена, что в ней нет зародышей образования пузырьков пара. Это позволяет поднять температуру водорода выше температуры кипения, не опасаясь закипания. Пролетающие с большой скоростью сквозь водород заряженные частицы ионизируют его, оставляя ионные следы. Поляризационные комки вокруг ионов становятся центрами парообразования. Водород вскипает вдоль следов. В первые мгновения кипения в камере имеются только череда пузырьков вдоль ионных следов. Их легко наблюдать визуально. Частицы, которые живут до распада ограниченный промежуток времени, оставляют отрезки пузырьковых следов - от рождения до распада. В одном из опытов при столкновении частиц высокой энергии с ядрами водорода рождались сигма-минус частицы, летящие со скоростью, отличавшейся от скорости света только на 20%. Измерения множества отрезков пузырьковых следов показали, что средняя длина следа равна 7,5 см. Как по этим данным определили собственное среднее время жизни сигма-минус частицы? Чему оно оказалось равным?