Fizika 2. fotonimpulzus; virtuális-maximális

Feladat:
A fotont elnyeli egy 12C atommag, ezáltal a mag belső gerjesztési energiát kap.
13 MeV fotonenergia esetén a mag 13 MeV/c visszarendező impulzust tapasztal abszorpció közben a lendület megőrzése miatt.
(a) Mekkora az eltaszított mag mozgási energiája?
(b) Mekkora a mag belső gerjesztési energiája?
(c) Tegyük fel, hogy a gerjesztett 12C-mag teljesen lelassul és megnyugszik, mielőtt egy foton kibocsátásával újra energiává lehetne tenni az energetikailag legalacsonyabb állapotba. Mekkora a kibocsátott foton energiája?

Megoldás:a)
Energia-impulzus kapcsolat:

Most csak arról van szó, hogy az értékeket a megfelelő egységekben használjuk. Itt mindent mindent SI egységekre konvertálok.

A 12C szén súlya 12u:
mK = 1,660538782 * 10 -24 kg * 12 = 1,993 * 10 -26 kg

b)
Pontosan ez a különbség az atomra átvitt energia és az atom mozgási energiája között.
E * = Eγ-Ekin = 13 MeV - 7,56 keV = 12,992 MeV

c)
Az E * energia az Eγ foton energiájára és a szénatom mozgási energiájára oszlik (K jelentése szén).

A lendület megőrzéséből következik, hogy pγ = pK.
Ezenkívül a foton energiáját az adja meg, ahol a nyugalmi tömeg nulla, ami az Eγ = pγc összefüggéshez vezet.
Ha mindkét kifejezést beleteszi a fenti egyenletbe, a következőket kapja:

Átrendezés a pq képlet használatához.

Írj valami szebbet.

Két megoldás létezik, de csak a pozitív releváns.

---