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AQA A-Level 物理/粒子與反粒子/產生與湮滅

來自華夏公益教科書,開放的書籍,為開放的世界

所有粒子都有一個對應的反粒子,它們具有相同的質量和相反的電荷。例如,正電子是電子的反粒子,它與電子完全相同,但帶正電荷。粒子及其對應的反粒子透過正反粒子對產生而產生,並透過湮滅而消失。這一理論來自愛因斯坦的“狹義相對論”,根據該理論,質量可以轉化為能量,能量也可以轉化為質量。其方程為 E=MC2

正反粒子對產生

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正反粒子對產生是一個過程,發生在伽馬射線光子分裂成一個粒子及其反粒子時,這隻有在光子具有足夠能量來產生這兩個粒子的質量時才會發生,用於確定光子對是否具有形成不同粒子的能量的方程為 E=mc²(這是由愛因斯坦發現的)。除此之外,如果傳遞的能量大於被創造粒子的靜止質量,那麼這種剩餘的能量就會轉化為動能。這通常發生在原子核附近,這有助於守恆伽馬射線光子的動量。電子-正電子對比其他任何對都更容易產生,因為它們具有相對較低的質量。

正反粒子對產生的反面是湮滅。當一個粒子遇到其等效的反粒子(例如,電子與正電子碰撞)時,這兩個粒子具有完全相反的電荷,會立即被消滅。在這個過程中被消滅的所有質量都被轉化為能量,以兩個或多個伽馬射線光子的形式出現。

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