1. 质量为M 的静止粒子衰变为两个粒子m1和m2求粒子m1的动量和能量。
?2. 电荷为e质量为m的粒子在均匀电场E内运动,初速度为零,试确定粒子的运动轨迹与时
间的关系,并研究非相对论情况。
?3. 频率为ω的光子(能量为??动量为?k)碰在静止的电子上,试证明:
(1)电子不可能吸收光子,否则能量和动量守恒定律不能满足;
(2)电子可以散射这个光子,散射后光子频率ω′比散射前光子频率ω小(不同于经典理论中散射光频率不变的结论)。
4. 一个总质量为M0的激发原子,对所选定的坐标系静止,它在跃迁到能量比之低Δw的基
???态时,发射一个光子(能量为动量为?k),同时受到光子的反冲,因此光子的频率不能正好是
5. 一个处于基态的原子吸收能量为hν的光子跃迁到激发态基态能量比激发态能量低Δw求光子的频率。
6. 在海拔100km的地球大气层中产生了一个静能为140Mev的?介子,这个?介子的总
?8能量E?1.5?10MeV,竖直向下运动,按它自身参考系中测定,它在产生后2?10s衰5,而要略小一些,证明这个频率 ??
变,问它在海平面以上多大高度处发生衰变的?
7. 以速度v运动、静止质量为m的?介子裂变成两个?光子,设在?介子静止的参考系内,?光子按飞散方向的分布是各向同性的,试确定相对于实验参考系的下列各量:
(1)其中一个?光子按与?介子运动方向成?角飞散的概率;
(2)一个?光子以?角飞散,另一个?光子飞散的方向;
(3)按(2)飞散的两个?光子的能量。
000
8. 当光子与相对论性的高能电子碰撞时,光子将从高能电子获得能量,使散射光子的能量增大,其频率升高,这一现象称为逆康普顿散射。总能量为E的相对论性高能电子(其动能大于静止质量)与频率为?的低能光子(能量小于静止能量)相向运动,而发生正向碰撞,碰撞后光子沿与原入射方向成?角的方向散射。求散射光子的能量(以E、?、?和电子的静止能量E0表示)。当?为何值时,散射光子的能量达到最大?并求此最大能量。
E0
(2)上问中,设入射电子能量E??E0,??1,且入射光子能量比?小得多,求散射光子最大能量的近似表达式。设??200,入射光子是波长??500nm的可见光波段光子,求散射光子的最大能量及相应波长。已知:电子静能E0?0.511MeV,普朗克常量h?6.63?10?14J?s,hc?1.24?103eV?nm。(c为真空中的光速)
(3)a. 总能量为E的相对论性高能电子与光子相向运动而正向碰撞,问当入射光子的能量为多大时,散射光子能从入射电子中获得的最大能量?并求此时散射光子的能量。
b. 若总能量为E的相对论性高能电子和运动方向与其垂直的光子发生碰撞,问当入射光子的能量为多大时,散射光子能从入射电子中获得最大能量?并求此时散射光子的能量。
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