Exercițiul fizic pulsul cu 2 fotoni; virtual-maxim

Sarcină:
Un foton este absorbit de un nucleu atomic 12C, prin care nucleul primește energie de excitație internă.
Pentru o energie fotonică de 13 MeV, nucleul experimentează un impuls de retragere de 13 MeV/c în timpul absorbției datorită conservării impulsului.
(a) Care este energia cinetică a miezului respins?
(b) Care este energia de excitație internă a miezului?
(c) Să presupunem că nucleul 12C excitat ar fi complet încetinit și ar ajunge să se odihnească înainte de a putea fi dezactivat din nou în starea energetică cea mai scăzută prin emiterea unui foton. Ce energie are fotonul emis?

Soluţie:(A)
Relația energie-impuls:

Acum este doar o chestiune de a utiliza valorile în unitățile corecte. Convertesc totul aici în unități SI.

12C carbon cântărește 12u:
mK = 1,660538782 * 10 -24 kg * 12 = 1,993 * 10 -26 kg

(b)
Aceasta este exact diferența dintre energia transferată atomului și energia cinetică a atomului.
E * = Eγ-Ekin = 13 MeV - 7,56 keV = 12,992 MeV

(c)
Energia E * este împărțită în energia fotonului Eγ și energia cinetică a atomului de carbon (K înseamnă carbon).

Din conservarea impulsului rezultă că pγ = pK.
În plus, energia fotonului este dată de, unde masa de repaus este zero, ceea ce duce la relația Eγ = pγc.
Dacă puneți ambii termeni în ecuația de mai sus, obțineți:

Rearanjați pentru a putea utiliza formula pq.

Scrie ceva mai frumos.

Există două soluții, dar numai cea pozitivă este relevantă.

---