Question

在原子物理学中，常用电子伏（符号是eV）作为能量的单位．1eV等于一个电子在电场力作用下通过电势差为1V的电场时，所获得的动能．当γ光子能量大于E（E=1.022MeV）时，就能有电子对生成，其中1.022MeV的能量转化为一对正负电子（正负电子质量相等），余下的能量变成电子对的动能．普朗克常量h=6.63×10-³⁴J•s．
（1）求eV跟J的关系；
（2）求电子的质量m_e；
（3）要能生成电子对，γ光子的频率必须大于多少（结果保留两位有效数字）？若γ光子的频率为ν，生成的电子速度v为多大（结果用m_e、h、E、ν表示）？

Answer

根据W=qU得出eV和J的关系．根据爱因斯坦质能方程求出电子的质量．根据E=hv求出生成电子对γ光子的频率最小值．根据能量守恒求出生成的电子速度．
【解析】
（1）1eV=1.6×10-19×1J=1.6×10-19J．
（2）根据爱因斯坦质能方程得，
则≈9.1×10-31kg．
（3）根据E=hv得，
γ光子的频率的最小值，
代入数据解得Hz．
根据能量守恒定律有：hv=
解得v=．
答：（1）eV跟J的关系为1eV=1.6×10-19J．
（2）电子的质量为9.1×10-31kg．
（3）γ光子的频率必须大于2.5×1020，生成的电子速度为．