Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
§ 224. Применение закона Эйнштейна к процессам анни-
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| § 224. Применение закона Эйнштейна к процессам анни-
гиляции и образования пар. Согласно соотношению (200.1) покоящаяся частица обладает внутренней энергией (энергией покоя), равной mc 2 , где m — масса покоя частицы. При аннигиляции покоящихся электрона и позитрона их энергия покоя полностью превращается в электромагнитную энергию двух γ-квантов. Энергия покоя электрона и энергия покоя позитрона равны каждая mc 2 , где m = 0,911 · 10 − 30 кг. Энергия каждого из γ-квантов равна hν. По закону сохранения энергии должно быть, следовательно, 2hν = 2mc 2 ,
hν = mc 2 = 0,911 · 10 − 30 · (3 · 10 8 ) 2 = 8,2 · 10 − 14 Дж = = 8,2 · 10 − 14
· 10 − 19 ) эВ = 0,51 · 10 6 эВ = 0,51 МэВ. Таким образом, энергия каждого из γ-квантов, испускаемых при аннигиляции электрона и позитрона, должна составлять 0,51 МэВ. Измерения энергии образующихся γ-квантов прекрас- но согласуются с этим выводом. При образовании γ-квантом пары электрон–позитрон энергия γ-кванта hν превращается в энергию покоя и кинетическую энергию частиц. Применяя закон сохранения энергии, имеем hν = 2mc
2 + W
к , где W к — суммарная кинетическая энергия электрона и пози- трона. Используя предыдущие вычисления, можем написать hν = 2 · 0,51 + W к = 1,02 МэВ + W к . Так как кинетическая энергия всегда положительна, то образо- вание пар может происходить только под действием γ-квантов с энергией, большей чем 1,02 МэВ. Опыт подтверждает этот Гл. XXIV. Атомные ядра и ядерная энергия 559
вывод, а также полученную выше связь между энергией γ-кванта и кинетической энергией пары электрон–позитрон. Таким образом, изучение явлений аннигиляции и образова- ния пар подтверждает справедливость закона Эйнштейна. жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|