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是两个光子变成一个正负电子对还是光电效应? 正负电子与光子的关系

2021-04-09知识11

一个光子是否可以产生一对正负电子 在什么条件下可产生? 可以的1)光子的能量至少要等于两个电子的静止质量之和所对应的能量,也就是说该光子必须是高能的伽玛光子;2)该高能光子必须离其他大质量或大电量的物体(比如重的原子核、黑洞等)足够近,以便转化过程中能量与动量两个守恒定律能够同时得到满足.满足以上两个条件,一个光子就能变成一对正负电子对.如果只满足第一个条件,那那个高能光子还不能单独地变成一对正负电子对,因为转化过程中能量与动量两个守恒定律不可能同时得到满足.

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。

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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