Вычислить кинетическую энергию и импульс электрона отдачи, если угол рассеяния θ=90° и энергия фотона равна энергии покоя электрона. Какова при этом скорость электрона?
Таким образом, скорость электрона равна (\sqrt{2} \cdot c \approx 3 \cdot 10^8 \, \text{м/с}), а импульс электрона отдачи составляет примерно (3.24 \cdot 10^{-22} \, \text{кг} \cdot \text{м/с}).
Для вычисления кинетической энергии электрона отдачи используем закон сохранения энергии:
[\frac{m_e \cdot v^2}{2} + me \cdot c^2 = E{ph} + m_e \cdot c^2]
где (me) - масса электрона, (v) - скорость электрона, (c) - скорость света, (E{ph}) - энергия фотона.
Поскольку энергия фотона равна энергии покоя электрона, то (E_{ph} = m_e \cdot c^2), поэтому уравнение упрощается до:
[\frac{m_e \cdot v^2}{2} = m_e \cdot c^2]
[v^2 = 2c^2]
[v = \sqrt{2} \cdot c]
Теперь выразим импульс электрона отдачи:
[p = m_e \cdot v = m_e \cdot \sqrt{2} \cdot c]
[p = 9.11 \cdot 10^{-31} \cdot \sqrt{2} \cdot 3 \cdot 10^{8} \approx 3.24 \cdot 10^{-22} \, \text{кг} \cdot \text{м/с}]
Таким образом, скорость электрона равна (\sqrt{2} \cdot c \approx 3 \cdot 10^8 \, \text{м/с}), а импульс электрона отдачи составляет примерно (3.24 \cdot 10^{-22} \, \text{кг} \cdot \text{м/с}).