較正がずれた精密機器は、一貫して誤った結果を与えることがある。
前提知識：21, 22, 42, 43, 44。
- 特殊相対性理論のエネルギーと時空の関係を適用する
- 測定不確かさの伝播を計算し、実験データを解析する
- 核物理、素粒子物理、凝縮系物理、天体物理の概念を理解する
RA · Relativity, laboratory methods and specialised topics
GRE Subject Test · GRE Physics · トピック 6
6.1
相対性理論、実験手法および専門トピック
6.2
システムとモデルを選択する
特殊相対性理論では、γ=1/sqrt(1−v²/c²) を用いる。静止質量エネルギーは mc² 、全エネルギーは γmc² である。
6.3
支配方程式を用いる
独立した小さな不確かさについては、四乗和で結合する。相関のある不確かさには共分散項が必要である。
6.4
適用条件を確認する
ランダムなばらつきは精密度に影響し、較正バイアスは精度に影響する。対数プロットはべき乗則を発見できる。
6.5
結論を検証する
核物理、素粒子物理、凝縮系物理、天体物理の問題には、大学レベルの用語とモデルが必要である。高校物理学だけでは完全な準備にはならない。
6.6
演習手法
固有時間は、ある基準系内で同一位置にある出来事の間で測定される。 粒子の速度が 0.60c の場合、
$$\gamma=(1-v^2/c^2)^{-1/2}=(1-0.60^2)^{-1/2}=1.25.$$
平均固有寿命が 4.0 マイクロ秒の場合、
$$\tau=\gamma\tau_0=1.25(4.0\,\mu\mathrm s)=5.0\,\mu\mathrm s.$$
$$\bar d=v\tau=(0.60)(3.00\times10^8\,\mathrm{m/s})(5.0\times10^{-6}\,\mathrm s)=900\,\mathrm m.$$
寿命は分布の平均値であり、個別の崩壊時刻を予測するものではない。
6.7
条件と用語の確認
百分率不確かさを線形に足し合わせると、最悪ケースの上限が得られるが、独立した統計的標準不確かさではない。
精密度（precision）：反復測定結果同士の一致の度合い。
共分散（covariance）：相関のある不確かさに用いられる共同変動度の計測値。
語彙
練習する
| English | 日本語 |
|---|---|
| precision/prɪˈsɪʒn/ | 精度 |
| covariance/ˈkɒveərɪəns/ | 共分散 |
| Proper time/ˈprɒpə taɪm/ | 固有時間 |
このトピックのインタラクティブ授業
一歩ずつ進め、即時チェック付きの問題で学習します。