用反证法证明自由电子不能辐射光子

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/07 18:43:13

用反证法证明自由电子不能辐射光子
用反证法证明自由电子不能辐射光子

用反证法证明自由电子不能辐射光子
这个问题在质心系中来看显得最为简单明了,都不必计算——
因为是自由电子,所以其质心速度总是保持不变.在相对其质心静止的惯性系中,假设自由电子能辐射光子,那么在辐射之前,电子相对于质心系是静止的,系统的能量只有电子的静能;在辐射之后,(由动量守恒可知,电子与光子沿相反方向飞出,动量大小相等),此时,系统的总能量是电子的静能加其动能,再加光子的能量,显然大于辐射前的系统总能.这与能量守恒矛盾,故设错,故自由电子不能辐射光子.根据相对性原理,其他惯性系中也同样有自由电子不能辐射光子.

辐射光子就是辐射出电磁波,也就是要辐射出能量 光子数*h*光子频率, 自由电子顾名思义是不受外力作用而等速度行进的电子, 动能必须守恒, 如果辐射光子要损失能量, 则动能及速度减低, 就不满足自由电子的条件了.

假设自由电子能辐射光子,则
能量守恒:(1/2)mvo^2=(1/2)mv^2+hv(这个是频率!!!)---m(v0-v)(v0+v)=2hv
动量守恒:mv0=mv+hv/c-------m(v0-v)=hv/c,于是
hv/c(vo+v)=2hv-----(v0+v)=2c----超光速,错误!故自由电子不能辐射光子,

五校联考的题么
个人认为自由电子可以导致辐射光子
当然,自由电子本身是不能辐射的
但是它被原子核复活,相当于能级下降,应该可以辐射出光子