Студопедия — ПРИЛОЖЕНИЕ К. Законы сохранения энергии и импульса при испускании и поглощении фотонов
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ПРИЛОЖЕНИЕ К. Законы сохранения энергии и импульса при испускании и поглощении фотонов






Законы сохранения энергии и импульса нередко накладывают запрет на протекание электромагнитных процессов в вакууме, если только эти процессы не сопровождаются изменением внутреннего состояния частиц. Продемонстрируем это на примере электрона как частицы, не имеющей состояний, связанных с внутренним возбуждением. Диаграмма, изображенная на рис. К, соответствует следующим процессам: 1) испусканию фотона свободным электроном; 2) поглощению фотона свободным электроном; 3) однофотонной аннигиляции электрона и позитрона; 4) распаду фотона на электрон и позитрон. Покажем, что ни один из четырех процессов не имеет места в отсутствие других частиц.

При испускании или поглощении фотона свободным электроном закон сохранения энергии будет выглядеть как

(К.1)

где β;1 > β;2, т.е. индекс «1» относится к электрону с более высокой энергией. При однофотонной аннигиляции или образовании электрон-позитронной пары

(К.2)

Выразим для удобства импульсы частиц в единицах mec. Для электронов

. (К.3)

Для фотона из (К.1) и (К.2) получаем

. (К.4)

Так как один из импульсов равен векторной сумме или разности двух других, векторы импульсов образуют треугольник. Значит, неравенство треугольника должно выполняться для любой пары импульсов. Покажем, что при образовании электрон-позитронной пары не выполняется неравенство

. (К.5)

Подставляя в (К.5) результаты (К.3) и (К.4), имеем:

. (К.6)

Так как скорость электрона всегда меньше скорости света в вакууме, β;1 и β;2 всегда меньше единицы. Следовательно, неравенство (К.6) не может быть выполнено. Таким образом, образование фотоном электрон-позитронной пары в вакууме невозможно, как невозможен и обратный процесс однофотонной аннигиляции.

При испускании фотона свободным электроном нарушается неравенство

, (К.7)

или

. (К.8)

Действительно, после преобразований (К.8), имеем следующее:

Так как по условию β;1 > β;2, то

.

Очевидно, что последнее условие невыполнимо, а поэтому невозможно ни испускание, ни поглощение фотона свободным электроном.

 

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 409. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Применение этих законов при лечении кессонной болезни, лечении в барокамере и исследовании электролитного состава крови Закон Генри: Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорциональны давлению газа...

Ганглиоблокаторы. Классификация. Механизм действия. Фармакодинамика. Применение.Побочные эфффекты Никотинчувствительные холинорецепторы (н-холинорецепторы) в основном локализованы на постсинаптических мембранах в синапсах скелетной мускулатуры...

БИОХИМИЯ ТКАНЕЙ ЗУБА В составе зуба выделяют минерализованные и неминерализованные ткани...

Типология суицида. Феномен суицида (самоубийство или попытка самоубийства) чаще всего связывается с представлением о психологическом кризисе личности...

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МОЗГА ПОЗВОНОЧНЫХ Ихтиопсидный тип мозга характерен для низших позвоночных - рыб и амфибий...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия