2019-2020学年沪科版选修3-5 4.4 粒子物理与宇宙的起源 作业
2019-2020学年沪科版选修3-5 4.4 粒子物理与宇宙的起源 作业第3页

  m0=9.1×10-31 kg,又已知静止质量为m0的粒子,其能量E和湮灭前的动量p满足关系E2=c2p2+mc4.式中c为光速,若负电子、正电子的动量为零,求:

  (1)写出湮灭的核反应方程式.

  (2) 用动量的有关知识说明上述核反应不可能只放出一个光子.

  (3)计算放出γ光子的频率.

  解析:(1)核反应方程式为e+e→2γ.

  (2)若只放出一个光子,说明反应后总动量不为零,而反应前总动量为零,违反动量守恒定律,所以只放出一个光子是不可能的.

  (3)正、负电子湮灭前的动量为零,即c2p2项为零,可知其对应的能量为E=m0c2,光子的能量满足E=hν,由能量守恒有:m0c2+m0c2=2hν,即得频率为ν== Hz≈1.24×1020 Hz.

  答案:见解析