本文主要是介绍基于MATLAB计算相对论条件下碳14原子的半衰期,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
我们知道,在同一参考系下,观测者测得碳原子的半衰期为5730年。
如果物体运动的速率远小于光速,则适用经典物理学,否则就必须使用相对论条件,相对论条件下,洛伦兹变换系数公式为,其中c为光速,u为物体的运动速度。
本次使用MATLAB运行计算过程不需要生成曲线图形,但需要生成表格,而生成的表格只需要看右侧的工作区就可以了。
相对论一直是大学物理的重难点,我们需要弄明白一些事情:
第一,在同一参考系下,原子核的结构是不会改变的,也就是说,通常情况下放射性元素的半衰期是不受影响的,那么我们在同意惯性系下测得的碳14半衰期就都是5730年。
第二,物体运动速度越快,它所在的参考系时间流速就会越慢,不知道大家有没有看过《熊出没:重返地球》,六耳猫人阿布(莱尔特族)交代过,200万年前他来自地球,但由于自然环境的事故被迫在太空中漂泊blablabla之类……
废话少说!是这样的:阿布交代他在太空中漂泊了几年(设年数小于10),但是受黑洞周围时间流速的影响,地球已经过去几百万年了!(设地球过去的年数大于10的6次方)
这踏马差了好几个数量级!不会吧?差距这么大?
但这是真的,真真实实的。
因为:距离黑洞越远,时间的流速越快,距离黑洞越近,时间的流速越慢,黑洞处时间不流动,是静止的。
好了,那么正确的运算结果是:
如果地球上的时间流速更快,那么外星人看到地球上碳14经历完一个半衰期,他们星球经过的时间小于5730年;
如果地外行星上的时间流速更快,那么外星人看到地球上碳14经历完一个半衰期,他们星球经过的时间大于5730年;
我们打开MATLAB,编写程序,其中我们要让物体运动的相对论速度u能够根据程序手动代入,搭建程序完成后要编译无误才能运行。
参考代码如下:
clear;
%在同一惯性系下,观测者观察到碳14原子的衰变时间是5730年
prompt='请输入物体速度';
u=input(prompt);
A=sqrt(1-(u*3e8)^2/(3e8)^2);
Gama=1/A;
Time=5730;
%地球上时间的流速更快
%我们比地外行星先经历完一个碳14的半衰期
%地外行星观测者观察到地球上碳14原子衰变的时间小于5730年
Time1=5730/Gama;
%地外行星上时间的流速更快
%我们比地外行星后经历完一个碳14的半衰期
%地外行星观测者观察到地球上碳14原子衰变的时间大于5730年
Time2=5730*Gama;
编译无误后,命令行窗口处出现prompt对应的提示语句:
代入u=0.8(也就是光速的80%),按下Enter键,在工作区就能够看到相应的计算结果了:
计算结果显示:当我们和某地外行星的相对运动速度为光速的80%时,如果地球时间流速更快,那么外星人目测过了3438年,我们经历完一个碳14的半衰期,如果地外行星时间流速更快,那么外星人目测过了9550年,我们才经历完一个碳14的半衰期。
这篇关于基于MATLAB计算相对论条件下碳14原子的半衰期的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!