Question

來自太陽和宇宙深處的高能粒子流，與高層大氣作用產(chǎn)生一種叫做μ子的次級宇宙線．μ子低速運動時的壽命只有3.0μs，按常理，f子不可能穿過高度大于100km的大氣層到達地面，但實際上在地面上可以觀測到許多μ子．則根據(jù)相對論可以確定：在地球上測量向地球高速飛行的該粒子的平均壽命

大于

（選填“大于”、“等于”或“小于”）3.0μs；如果觀察者和μ子一起以接近光速的速度飛向地面，觀察者認為大氣層厚度

小于

（選填“大于”、“等于”或“小于”）100km；如果觀察者和μ子一起以0.99c的速度飛向地面，觀察者觀察同方向向地球照射的太陽光的光速

等于

c．（選填“大于”、“等于”或“小于”）

Answer 1

分析：狹義相對論的幾個重要的效應：
①鐘慢效應：運動的鐘比靜止的鐘走得慢，而且，運動速度越快，鐘走的越慢，接近光速時，鐘就幾乎停止了；
②尺縮效應：在尺子長度方向上運動的尺子比靜止的尺子短，當速度接近光速時，尺子縮成一個點．
③質量變大：質量（或能量）并不是獨立的，而是與運動狀態(tài)相關的，速度越大，質量越大．

解答：解：μ子低速運動時的壽命只有3.0μs，根據(jù)鐘慢效應得在地球上測量向地球高速飛行的該粒子的平均壽命大于 3.0μs．
根據(jù)尺縮效應得如果觀察者和μ子一起以接近光速的速度飛向地面，觀察者認為大氣層厚度小于100km；
根據(jù)光速不變原理得如果觀察者和μ子一起以0.99c的速度飛向地面，觀察者觀察同方向向地球照射的太陽光的光速等于c．
故答案為：大于  小于  等于

點評：應明確相對論中”同時的相對性”和“時空相對性”的含義．