1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

علم الفيزياء : الفيزياء الحديثة : النظرية النسبية : النظرية النسبية الخاصة :

انتاج الزوج بواسطة الفوتونات

المؤلف:  د. حسون. ناظم احمد ، د. شاحوت. عياد مفتاح و د. ابراهيم. بثينة عبد المنعم

المصدر:  النظرية النسبية الخاصة

الجزء والصفحة:  ص195

24-4-2016

10195

انتاج الزوج بواسطة الفوتونات

من الممكن انتاج الزوج من الكترون وبوزيترون بواسطة فوتونات عالية الطاقة. ويلاحظ ان الالكترون والبوزيترون يمتلكان الطاقة نفسها عند توليدهما سوية. فهل نتصور الان ان الفوتون بنفسه يتحول انيا الى الكترون وبوزيترون، هذا مستحيل لأنه والحالة هذه لا يكون الزخم محفوظا. نستنتج اذن ان هناك جسيما آخر قد يكون الكترونا والاكثر احتمالا ان يكون نواة ذرية. فاذا فرضنا ان الجسيم الرابع المتولد هو نواة فالحسابات تكون سهلة عند تطبيق قوانين حفظ الزخم والطاقة، ولان كتلة النواة كبيرة فأنها تكتسب زخما كبيرا دون ان تمتص طاقة عالية من الفوتونات الساقطة المسببة لتوليدها.

وبالاعتماد على النتائج الخاصة بقوانين نيوتن للحركة نجد أن الطاقة الحركية لجسيم كتلته m تساوي  اذن ان p الزخم الخطي للجسيم. لذا يمكن جعل هذه الطاقة صغيرة اذا اصبحت m كبيرة. وهكذا يصح القول ان معظم طاقة الفوتون تنتقل الى كل من الالكترون والبوزيترون بينما تعمل النواة على توازن الزخم الخطي خلال عملية التصادم.

لقد لوحظ عمليا ان هذا النوع من انتاج الزوج بواسطة فوتونات عالية الطاقة لا يقتصر فقط على الالكترونات رغم ان اقل طاقة يحملها الفوتون لإنتاج اي شيء آخر هو أعلى بكثير من طاقة العتبة (1.022 MeV) اللازمة لإنتاج الزوج الكترون - بوزيترون، وعملية التفاعل بالشكل :

 

ومن الجدير بالذكر هنا ان هناك عملية اخرى يمكن اعتبارها عكس عملية انتاج الزوج – وهي التفاعل المتبادل بين جسيم وجسيم الضد له، ثم الانحلال لإنتاج طاقة مشعة. فالبوزيترون والالكترون عند تفاعلهما يولدان زوجا من الفوتونات وليس فوتونا واحدا لبقاء الزخم محفوظا. وعملية التفاعل تكون كالآتي :

 

ان مطياف انتاج الازواج يعمل على اسس الكشف عن الالكترون e- والبوزيترون e+ الذين يتولدان في الوقت نفسه. ان عملية التولد تتم في الصفيحة المعدنية التي تسمى المشع والتي تسقط عليه اشعة جاما بزاوية تساوي 90o. يوجد هذا المشع داخل حجرة مفرغة من الهواء ومحصورة بين قطبي مغناطيس كهربائي. يحاول كل من الجسيمين لحظة توليد الازواج الخروج عادة في الاتجاه الامامي وبذلك ينحرفان بواسطة المجال المغناطيسي فيتحرك احدهما نحو اليسار والآخر نحو اليمين نتيجة  شحنتيهما المختلفتين. وبما ان الطاقة الكلية لأشعة جاما في عملية توليد الازواج تتحول الى طاقة الكتلة الساكنة وطاقة حركية للجسيمين ولأن طاقة السكون لكل من الالكترون والبوزيترون هي (0.511MeV) لذا فان الطاقة التي تمتلكها اشعة جاما يجب ان لا تقل عن (1.022MeV).

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي