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光子产生正负电子质量守恒 光子 产生正负电子

2021-04-25知识3

正负电子湮没产生光子,质量去哪了?是不是转化为能量了? 光子的质量之和就等于正负电子的质量之和,这等价于说:光子的能量之和就等于正负电子的能量之和。注意:自从诞生狭义相对论以来,质量和能量就成了同一种东西的两个名称而已。实在想区别这两者的话,不妨这样来理解:质量是内敛的能量;能量是外显的质量。

一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的 在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。这个规律就叫做质量守恒定律(Law of conservation of mass)。它是自然界普遍存在的基本定律之一,可以推广到任何隔绝体系中,不论发生何种变化或过程,其总质量始终保持不变。或者说,任何变化,包括物理变化、化学反应,甚至核反应都不能消除物质,只是改变了物质的原有形态或结构,所以该定律又称物质不灭定律。物理变化、化学变化可能比较容易理解。在核反应或者题目中涉及的电子湮灭,可能比较复杂一点。核反应(包括电子湮灭)中,反应前后粒子的静质量总和是可能不守恒的,有质量亏损,服从质能方程,这也是核武器的理论原理。但在相对论中,核反应过程的质量也是守恒的,符合质量守恒定律。具体说,光子的静止质量为零,一对正负电子对湮灭后生成光子,总的“质量”减少,释放出能量,服从质能方程;但根据相对论,一个光子本身没有静质量,然而正负电子对湮灭后生成多个光子,这个由光子组成的系统却具有静质量。(一个系统的静质量并不等于组成它的粒子的静质量的和。无论在湮灭前后,这个封闭的系统的质量都是守恒的。这样说你可能难以理解,或者,你也可以理解为运动的光子体系。

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.

#光子产生正负电子质量守恒

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