RA · Relativity, laboratory methods and specialised topics

GRE · GRE Subject Test · GRE Physics · Тема 6

Просмотр слайдов Тренировать

6.1

Релятивистская физика, лабораторные методы и специализированные темы

Точный прибор может давать последовательно неверные результаты при сдвиге его калибровки.

Предварительные требования: 21, 22, 42, 43, 44.

Применять релятивистские соотношения энергии и пространства-времени
Распространять неопределённость измерений и анализировать экспериментальные данные
Распознавать концепции ядерной, физики элементарных частиц, физики твёрдого тела и астрофизики

6.2

Выбрать систему и модель

Специальная теория относительности использует γ=1/sqrt(1−v²/c²). Энергия покоя равна mc², а полная энергия — γmc².

6.3

Использовать управляющее соотношение

Для независимых малых неопределённостей суммируйте вклады в квадратуре; для коррелированных неопределённостей требуются члены ковариации.

6.4

Применить условия

Случайный разброс влияет на точность; систематическая погрешность калибровки влияет на правильность. Логарифмический график может выявить степенную зависимость.

6.5

Проверьте вывод

Вопросы по ядерной физике, физике элементарных частиц, физике твёрдого тела и астрофизике требуют словарного запаса и моделей уровня бакалавриата. Школьная физика сама по себе не является полным подготовительным курсом.

6.6

Разобранный метод

Собственное время измеряется между событиями в одной точке в данной системе отсчёта. Для скорости частицы 0.60c,

$$\gamma=(1-v^2/c^2)^{-1/2}=(1-0.60^2)^{-1/2}=1.25.$$

если её среднее собственное время жизни составляет 4.0 микросекунд,

$$\tau=\gamma\tau_0=1.25(4.0\,\mu\mathrm s)=5.0\,\mu\mathrm s.$$

$$\bar d=v\tau=(0.60)(3.00\times10^8\,\mathrm{m/s})(5.0\times10^{-6}\,\mathrm s)=900\,\mathrm m.$$

время жизни — это среднее значение распределения; оно не предсказывает время распада отдельной частицы.

Relativity, laboratory methods and specialised topics: GRE original diagram — Relativity, laboratory methods and specialised topics: original GRE teaching diagram.

6.7

Проверьте условия и терминологию

Линейное сложение процентных неопределенностей дает оценку наихудшего случая, но не является стандартной статистической неопределенностью независимых величин.

precision: Близость повторных измерений друг к другу.

covariance: Мера совместного изменения, используемая для коррелированных неопределённостей.

Словарь Тренировать