Question

某一年,7顆人造衛(wèi)星同時(shí)接受到來自遠(yuǎn)方的中子星發(fā)射的光子,經(jīng)分析確認(rèn),一個(gè)負(fù)電子和一個(gè)正電子湮滅時(shí)放出兩個(gè)頻率相同的光子,已知負(fù)電子、正電子的靜止質(zhì)量m₀ = 9.1×10^-31kg ,又知靜止質(zhì)量為m₀ 的粒子,其能量E和湮滅前的動(dòng)量p滿足關(guān)系E² = c²p² + m²₀c⁴ , 式中c 為光速,若負(fù)電子、正電子的動(dòng)量均為零,求
(1)  寫出湮滅的核反應(yīng)方程式:
(2)  用動(dòng)量的有關(guān)知識(shí)說明上述核反應(yīng)不可能只放出一個(gè)光子;
（3）計(jì)算光子的頻率.  
                                    

Answer 1

(1)．核反應(yīng)方程式為：e + e = 2 (2)．若只放出一個(gè)光子，說明反應(yīng)后總動(dòng)量不為零，而反應(yīng)前總動(dòng)量為零違反動(dòng)量守恒定律，所以只放出一個(gè)光子是不可能的．(3)．負(fù)電子、正電子湮滅前的動(dòng)量為零，即c²p²項(xiàng)為零，可知其對(duì)應(yīng)的能量為E = m_oc²．光子的能量滿足E = h，由能量守恒有：m_oc² + m_oc² = 2 h，即 = m_oc² / h = 1.24×10²⁰ Hz