Контрольные вопросы и задания

• 42.1. Сформулируйте понятие космических лучей и опишите историю их открытия.
• 42.2. Охарактеризуйте первичные и вторичные космические лучи.
• 42.3. Охарактеризуйте солнечные и галактические космические лучи.
• 42.4. Охарактеризуйте сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия.
• 42.5. Сформулируйте представление об элементарных и фундаментальных частицах, кварках.
• 42.6. Сформулируйте представление об эволюции Вселенной и ее свойствах.

с решением

42.1. На сколько метров в секунду отличается скорость протонов космических лучей с энергией 10²² эВ от скорости света?

Решение

Очевидно, что при такой колоссальной энергии скорость протона очень близка к скорости света — имеет место ультрарелятивистский случай, для которого выведем формулу связи скорости с энергией. Аналогично формуле (8.35) имеем.

Преобразования последовательно дают.

В последнем выражении в скобках стоит разность выражений. Домножим и поделим скобки на сумму этих же выражений. Воспользовавшись формулой разности.

' т²с^А

квадратов и малостью —— <�К 1, получим формулу связи скорости частицы с энер- Е²

гией в ультрарелятивистском случае:

Для условий задачи численный ответ равен с — v = 10 ¹⁰ м.

Вывод: скорость протона отличается от скорости света на ничтожную величину 10 ¹⁶ м.

для самостоятельного решения

42.2. Сколько протонов и электронов бомбардирует обшивку космического корабля в секунду?