Question

【題目】帶正電的π介子是一種不穩(wěn)定的粒子，當(dāng)它靜止時(shí)，平均壽命為2.5×10－8 s，然后就衰變?yōu)橐粋�(gè)μ子和一個(gè)中微子.今有一束π介子，在實(shí)驗(yàn)室中測得它的速率為u＝0.99c，并測出它從產(chǎn)生到衰變通過的平均距離為52 m.

(1)問這些測量結(jié)果是否一致？

(2)計(jì)算相對于π介子靜止的參考系中π介子的平均壽命是多少？

Answer 1

【答案】（1）一致（2）

【解析】

（1）根據(jù)時(shí)間間隔的相對性，當(dāng)介子以的速率相對實(shí)驗(yàn)室運(yùn)動(dòng)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室中測得的平均壽命應(yīng)為；

在實(shí)驗(yàn)室中測得π介子通過的平均距離約為，考慮到實(shí)驗(yàn)誤差，這一計(jì)算結(jié)果與測量結(jié)果一致；

（2）在相對介子靜止的參考系中觀察，實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)動(dòng)速率為，而在實(shí)驗(yàn)室中測得π介子通過的距離為，

則在相對介子靜止的參考系中測得實(shí)驗(yàn)室通過的距離；

實(shí)驗(yàn)室通過l所用的時(shí)間就是π介子從產(chǎn)生到衰變的時(shí)間，即π介子的平均壽命為.