6 svar
80 visningar
Grund1 28
Postad: 30 okt 2023 13:48

Fråga kring uppgift om relativitetsteori.

En laddad pi-meson har en medellivstid på t_0=2.6⋅10^(−8) s i sitt vilosystem. Hur lång väg färdas en sådan pi-meson i medeltal om den har en total kinetisk energi på 2 426 MeV?

 

pi-mesonens massa är 140 MeV/c^2 ,ljusets hastighet c=3⋅10^8 m/s. Svaret ska anges i enheten meter och avrundas till närmaste heltal.

 

Tanken har varit följande:

Sökt: L

Gammafaktorn ges av y=2426/140

Vi får ut vår hastighet v=c*sqrt(1-1/y^2)

L=v*t_0 

Insättning av alla värden skulle således resultera i att L=7,787...m. Dock blir detta fel

Pieter Kuiper 8033 – Avstängd
Postad: 30 okt 2023 15:34 Redigerad: 30 okt 2023 15:35

Gammafaktorn är stor (γ1\gamma \gg 1) så mesonens hastighet ska vara vπc0.v_{\rm \pi} \approx c_0.

Grund1 28
Postad: 30 okt 2023 15:53

Vilka konsekvenser för detta med sig då? Att L=c*t_0 ...?

Grund1 28
Postad: 30 okt 2023 18:16
Pieter Kuiper skrev:

Gammafaktorn är stor (γ1\gamma \gg 1) så mesonens hastighet ska vara vπc0.v_{\rm \pi} \approx c_0.

Skulle L=c*t_0 då?

Pieter Kuiper 8033 – Avstängd
Postad: 30 okt 2023 19:25 Redigerad: 30 okt 2023 20:07
Grund1 skrev:
Pieter Kuiper skrev:

Gammafaktorn är stor (γ1\gamma \gg 1) så mesonens hastighet ska vara vπc0.v_{\rm \pi} \approx c_0.

Skulle L=c*t_0 då?

Ja. Det blir då 3 x 2,6 = 7,8 meter, samma som vad du hade fått (men med huvudräkning, det är en fördel).

Edit: D4niel har rätt. Det är samma som med myonerna som kommer ner till jordytan från övre atmosfären. Partikeln ser ett kortare avstånd. Eller alternativt: vi ser en längre livstid.

Grund1 28
Postad: 30 okt 2023 19:55
Pieter Kuiper skrev:
Grund1 skrev:
Pieter Kuiper skrev:

Gammafaktorn är stor (γ1\gamma \gg 1) så mesonens hastighet ska vara vπc0.v_{\rm \pi} \approx c_0.

Skulle L=c*t_0 då?

Ja. Det blir då 3 x 2,6 = 7,8 meter, samma som vad du hade fått (men med huvudräkning, det är en fördel).

Förståeligt. Dock blir det fortfarande fel. Avrundar jag så ger båda lösningsmetoderna samma svar (8 m i och med att det nu skulle rundas av till närmaste heltal)…

D4NIEL Online 2926
Postad: 30 okt 2023 20:01 Redigerad: 30 okt 2023 20:07

Det är tänkt att du ska räkna ut längden i systemet som inte följer med pi-mesonen.

En liten småsak, med kinetisk energi avses förmodligen kinetisk energi och inte total energi, alltså:

γ=140+2426140=12837018.33\gamma=\frac{140+2426}{140}=\frac{1283}{70}\approx 18.33

För att göra det konceptuellt enklare kanske det är bäst att du räknar ut pi-mesonens hastighet vv som mellansteg.

Räkna sedan ut längden som Δx=vΔt=vγΔt'\Delta x= v\Delta t=v\gamma\Delta t^\prime

Du kan också utnyttja att L0=γLL_0=\gamma L med L=7.blablaL=7.bla bla vad ni nu fick

Svara
Close