一对正负电子相遇后转化为光子的过程被称之为湮灭.①静止的一对正负电子湮灭会产生两个同频率的光子,且

2025-04-25 23:30:36
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回答1:

  

    

  考点名称:粒子的波动性,德布罗意波。

  经典粒子与经典波

  经典粒子:任意时刻的确定的位置和速度以及时空中的确定的轨道,是经典物理学中粒子运动的基本特征。

  经典波:具有波长和频率,即在空间与时间上具有周期性。

  物质波:德布罗意认为,任何一个运动着的物体,都有一种波与之相伴随,其波长,p是物体的动量,h是普朗克常量。人们把这种波称为物质波,也称为德布罗意波

  概率波:在现代物理中,微观粒子的运动不具有确定的位置和动量,没有轨迹的慨念。某时刻粒子在空间任一点都有可能出现,只是在不同位置出现的概率不同。粒子在空间出现的概率遵从波动规律,这种感觉波就成为概率波。

  不确定关系 利用数学方法对微观粒子的运动进行分析可以知道,如果以缸表示粒子位置的不确定量,以 △P表示粒子在x方向上的动量的不确定量,那么式中h为普朗克常量。

  (1)宏观物体观察不到其波动性的原因是其波长太短,波动性太弱。

  (2)物质波是概率波。

  (3)光波也是概率波。

  (4)对于光,先有波动理论(v和λ),其后在量子理论中引入了光子的能量E和动量p来补充它的粒子性。对于实物粒子,则先有粒子概念(E和p),再引用德布罗意波的概念来补充它的波动性。

回答2:

(1)静止的一对正负电子湮灭会产生两个同频率的光子,由于光子既有能量,又有动量,根据动量守恒定律可知,产生的两个光子的总动量与初动量是相等的,即它们的和为零,所以两个光子呈180°背道而驰.
(2)根据爱因斯坦分析可得,一对静止的正负电子湮灭后产生的光子的能量:E=△m?c2,又:

E
2
=hv=
hc
λ

所以:λ=
2hc
E
2hc
△m?c2
h
m?c

代入数据得:λ=2.4×10-12m
答:①静止的一对正负电子湮灭会产生两个同频率的光子,且两个光子呈180°背道而驰,这是由于要满足动量守恒定律;
②电子质量m=9.1×10-31kg,真空中光速c=3×108m/s,普朗克恒量为h=6.63×10-34J?s,一对静止的正负电子湮灭后产生的光子的频率是2.4×10-12m.