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正负电子湮灭为什么产生两个光子 正负电子对撞后湮灭产生光子数

2021-04-28知识2

正负电子对撞后会湮灭,那光子对撞后会发生什么?我们日常生活中,基本不可能接触到反物质粒子。但是很多人在中学的物理课本里,都会学到正电子和电子对撞会发生湮灭,产生。

一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子,设正负电子对撞前的质量均为m,动能均为Ek,光速为c (1)该反应方程为:10Li+-10H→2γ.答:该反应方程为10Li+-10H→2γ.(2)由于光子的静止质量为零,所以质量的亏损为:△m=2m由质能方程,对应的能量为:△E=2mC2根据能量守恒可知2hγ=2EK+△E,即有:2hcλ=2Ek+2mc2所以光子在真空中波长:λ=hcEK+mc2故对撞过程中的质量亏损△m=2m,转化成的光子在真空中波长λ=hcEK+mc2.

请问正负电子对湮灭后,会产生一对光子对,为什么一个光子? 首先所有的物理规律都要遵循能量守恒和动量守恒.对于正负电子对,其总动量为0,当它们相遇湮灭,产生光子,物质能转化为光能,能量守恒.又因为光子有动量,如果只产生一个光子的话,系统初始动量为0而末动量却不为0,不符合物理规律,所以必然产生两个光子,且这两个光子向相反方向运动,系统总动量仍保持为0,满足动量守恒.0=p1+p2=mc+m(-c)要说明的是,光子没有静止质量,但是有运动质量,因此光子是有动量的,至于为什么不是三个或更多,那是由能量决定的.正负电子对具有的能量只有E=mec^2,仅够提供2hμ的能量,所以是两个光子.

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