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13.1988年10月16日,我国北京正负电子对撞机首次对撞成功.若正负电子对撞后消失而转化为光子,这个过程反应方程式为${\;}_{1}^{0}e$+${\;}_{-1}^{0}e$→2γ.若正负电子的能量全部转化为光子的能量,且这对光子频率相同,则光子的频率为$\frac{{E}_{k}+m{c}^{2}}{h}$.(已知电子质量为m,对撞时每个电子动能为Ek,普朗克恒量为h)

分析 根据质量数与质子数守恒,书写核反应方程;
光子无静止质量,根据反应前后质量之差求出质量亏损,由爱因斯坦质能方程求出电子对撞放出的能量,根据能量守恒定律求出光子具有的能量.由光子能量公式E=hγ,波速公式c=λγ求出光子的波长.

解答 解:(1)该反应方程为:${\;}_{1}^{0}e$+${\;}_{-1}^{0}e$→2γ.
(2)由于光子的静止质量为零,所以质量的亏损为:△m=2m
由质能方程,对应的能量为:△E=2mC2       
根据能量守恒可知2hγ=2EK+△E=2Ek+2mc2
解得,光子的频率$γ=\frac{{E}_{k}+m{c}^{2}}{h}$;
故答案为:${\;}_{1}^{0}e$+${\;}_{-1}^{0}e$→2γ,$\frac{{E}_{k}+m{c}^{2}}{h}$.

点评 本题要知道光子的质量为零,运用能量守恒定律时,电子对撞前的动能不能忘记,注意核反应方程书写的规律.

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