Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика



Pdf көрінісі
бет319/346
Дата19.01.2022
өлшемі6,71 Mb.
#24105
түріУчебник
1   ...   315   316   317   318   319   320   321   322   ...   346
Байланысты:
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ

§ 236. Парадокс часов. В заключение остановимся на любо-

пытном предсказании теории относительности Эйнштейна, кото-

рое получило прямое подтверждение в опытах с элементарными

частицами.

Рассмотрим нестабильную частицу, которая в с о с т о я н и и

п о к о я характеризуется средним временем жизни до распада τ

0

.

Если эта частица движется равномерно со скоростью v, то ока-




606

Гл. XXV. Элементарные частицы

зывается, что среднее время жизни, наблюдаемое в лаборатории

(т. е. покоящимся наблюдателем), должно возрасти по закону

τ =


τ

0





1

− v


2

/c

2



, где c — скорость света в вакууме.

С помощью соотношений, приведенных в § 200, это выраже-

ние можно привести к виду

τ = τ


0

W

W



0

,

(236.1)



где W — полная энергия частицы, а W

0

= mc



2

— ее энергия

покоя. Среднее время жизни частицы возрастает пропорци-

онально ее полной энергии. В опытах с быстрыми мюонами,

π-мезонами и K-мезонами наблюдалось возрастание среднего

времени жизни этих частиц в десятки раз в точном соответ-

ствии с законом (236.1). Это явление можно характеризовать как

замедление времени в движущихся телах. В самом деле, процес-

сы, идущие внутри нестабильной частицы, можно рассматривать

как некоторые часы, отсчитывающие время. Неподвижные часы

отсчитали несколько средних времен жизни, и частица должна

была бы давно распасться. Однако с о б с т в е н н ы е ч а с ы

быстро движущейся частицы идут м е д л е н н е е — по ним

прошла только малая доля среднего времени жизни τ

0

, и частица



еще «жива».

Теория относительности распространяет этот вывод на любые

физические процессы; биологические процессы не составляют

исключения.

Представим ракету, стартующую с Земли, путешествующую

в космосе со скоростью, близкой к скорости света, и возвра-

щающуюся на Землю. Часы, находившиеся на ракете, покажут

меньшую продолжительность путешествия, чем часы, оставав-

шиеся на Земле. Космонавт постареет меньше, чем его товарищи,

не покидавшие Земли. В справедливость этих выводов трудно

поверить, и их обозначали как «парадокс часов». Упомянутые

опыты с нестабильными частицами заставляют, однако, относит-

ся к «парадоксу часов» как к научному факту. Надо заметить, что

при скоростях полета порядка десятков километров в секунду,

доступных в современной космонавтике, замедление хода часов

ничтожно и им можно полностью пренебречь.





Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   315   316   317   318   319   320   321   322   ...   346




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет