物质和反物质的湮灭
毁灭
- 当一个粒子遇到它的反粒子伙伴时,两者就会相遇湮灭
- 毁灭是:
当一个粒子遇到它等效的反粒子时,它们都被摧毁,它们的质量以两个伽马射线光子的形式转化为能量
当电子和正电子碰撞时,它们的质量以两个相反方向发射的光子的形式转化为能量
对生产
- 结对产生与湮灭相反
- 配对生产为:
当光子与原子核或原子相互作用时,光子的能量被用来产生粒子-反粒子对
- 附近中子的存在对电子对的产生至关重要,这样这个过程就能同时保持能量和动量
- 单个光子不能单独产生粒子-反粒子对,否则守恒定律就会被打破
- 结对的产生是能量转化为物质的一个例子
当具有足够能量的光子与原子核相互作用时,就会产生电子-正电子对
- 这意味着光子的能量必须高于某个值才能提供能量总计休息质量能源粒子-反粒子对的
- 爱因斯坦著名的质能关系证明了这一点能源可以转换成质量,反之亦然
- 它由:
ΔE=c2Δ米
- 地点:
- Δ米=粒子静止质量(kg)
- c光速(m s1)
- ΔE=粒子静止质量能量(J)
- 因此,为了产生粒子和反粒子对,单个光子所携带的能量必须是至少静止质量能量的两倍,即。
2ΔE= 2 (c2Δ米)
- 这也意味着如果一个粒子遇到它的反粒子并湮灭,能量被带走每一个两个光子的E光子由:
E光子=高频=
工作的例子
计算质子和反质子相互湮灭时产生的一个光子的最大波长。
考试技巧
由于普朗克常数的单位是焦耳(J),记住始终要将剩余的质能从MeV转换为J。