Fyzikálne cvičenie 2 fotónové impulzy; virtual-maxim

Úloha:
Fotón je absorbovaný atómovým jadrom 12C, pričom jadro prijíma vnútornú excitačnú energiu.
Pre energiu fotónu 13 MeV zažije jadro počas absorpcie impulz spätného rázu 13 MeV/c v dôsledku zachovania hybnosti.
(a) Aká je kinetická energia odrazeného jadra?
(b) Aká je vnútorná excitačná energia jadra?
(c) Predpokladajme, že excitované 12C-jadro by bolo úplne spomalené a odpočinuli by si predtým, ako by mohlo byť opäť vypnuté z energií do energeticky najnižšieho stavu emitovaním fotónu. Aká je energia emitovaného fotónu?

Riešenie:a)
Vzťah energia-impulz:

Teraz už stačí len použiť hodnoty v správnych jednotkách. Všetko tu prevádzam na jednotky SI.

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

b)
To je presne rozdiel medzi energiou prenášanou na atóm a kinetickou energiou atómu.
E * = Eγ-Ekin = 13 MeV - 7,56 keV = 12,992 MeV

c)
Energia E * je rozdelená na energiu fotónu Eγ a kinetickú energiu atómu uhlíka (K znamená uhlík).

Z uchovania hybnosti vyplýva, že pγ = pK.
Okrem toho je energia fotónu daná vzťahom, kde pokojová hmotnosť je nulová, čo vedie k vzťahu Eγ = pγc.
Ak dáte obidva výrazy do vyššie uvedenej rovnice, získate:

Usporiadajte nové usporiadanie, aby ste mohli používať vzorec pq.

Napíš niečo krajšie.

Existujú dve riešenia, ale relevantné je iba pozitívne.

---