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光子の変換について
光子についていくつか質問があります。 1.なぜ光子は陽電子と電子には崩壊できるのに、一個の電子には崩壊できないのか？ 2.光子のエネルギーが５MeVだとすると各々の粒子の運動エネルギーはいくらになるのか。 3.また、それらの粒子が光の速度に近いことを示す。 以上３点です。２点目は何となくわかるのですが、詳しい解説を交えながら教えていただきたいです。よろしくお願いします。
- barbarbarb
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- Tacosan
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「質量 m, 速度 v の物体」の (質量を含めた) 全エネルギーが mc^2/√(1-(v/c)^2) となることから, 今の場合の電子の全エネルギー (質量を含む) を計算し, 後は電子の質量を使ってゴリゴリ計算すれば v/c が計算できます. この値が 1に近ければ, 「光速度に近い」といえます.
- Tacosan
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1 は電荷を考えれば一目瞭然だと思う. 光子は電気的に中性だけど, 電子は負の電荷を持ってるよね. 2: 5 MeV の光子が 2個ぶつかって 電子-陽電子ペアができたとしたら, 全体で 10 MeV のエネルギーが電子-陽電子ペアの質量とそれらの運動エネルギーに変わってる. この場合は運動エネルギーが 2つに平等に分配されるはず. 3: 持ってるエネルギーから速度を計算すれば OK.
補足
早速の回答ありがとうございます。 2の答えが3.2×10^-13[J]なのですが、この答えからどうすれば光の速度に近いことを示せるのか私にはわかりません。
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