إنتاج زوجي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
تآثر الضوء مع المادة
Photoelectric effect.svg


علماء
هاينريش هيرتس · ألبرت أينشتاين · جوزيف جون طومسون ·آرثر كومبتون · باتريك بلاكيت
عرض · نقاش · تعديل


الإنتاج الزوجي في الفيزياء يعني تكون جسيم أولي و(نقيض الجسيم) من أحد الفوتونات ذو طاقة كافية لنشأتهما .أي أن طاقة الفوتون يجب أن لا تقل عن مجموع كتلتي الجسيمين. والمعني هنا هما كتلتي السكون للجسيمين.

كما توجد العملية العكسية حيثما يتصادم جسيم مع نقيضه ، مثل حالة إفناء إلكترون-بوزيترون التي تحولهما إلى طاقة ، ونشأة فوتونان ، وتسمى هذه العملية إفناء.

مثال: إنتاج الإلكترون-بوزيترون[عدل]

ومثال على ذلك عملية إنتاج الإلكترون-بوزيترون من خلال تآثر أحد الفوتونات مع المجال الكهربي لأحد أنوية الذرات الثقيلة . حيث تتحول كل طاقة الفوتون تقريبا إلى الكتلتين الساكنتين للجسيمين الناتجين بالإضافة إلى طاقتيهما الحركية .

إنتاج زوجي
Pairproduction.png
تفاعل مادة-خفيفة
ظاهرة منخفضة الطاقة ظاهرة كهروضوئية
ظاهرة متوسطة الطاقة تأثير كومبتون
ظاهرة عالية الطاقة إنتاج زوجي

وبكتابة معادلة الطاقة لهذه العملية لا بد من أخذ طاقة الحركة التي تنتقل إلى نواة الذرية المحتضنة للتفاعل :


E_{\gamma, \mathrm{min}} = 2\cdot m_e \cdot c^2 \left(1+\frac{m_e}M\right).

حيث.

M كتلة النواة الثقيلة

m_e كتله السكون للإلكترون

c سرعة الضوء في الفراغ

ويمكن لتسهيل الحساب إهمال النسبة بين كتلة الإلكترون للنواة (وهي هنا نواة الجرمانيوم) \frac{m_e}M فهي تساوي = 0.0000076 .

أما إذا حدثت تلك العملية في المجال الكهربي لأحد الإلكترونات بدلا عن نواة الذرة فلا تتم العملية إلا عند طاقة ابتدائية تعادل ضعف الطاقة الازمة في الحالة الأولى.

E_{\gamma, \mathrm{min}} = 4\cdot m_e \cdot c^2

أي أن شعاع جاما لا بد أن تكون طاقته 1.022 MeV على الأقل (وهي ضعف كتلة السكون للإلكترون أو البوزيترون) لكي ينشأ عنه هذان الجسيمان . ويتزايد احتمال وقوع ذلك التفاعل كلما ازداد العدد الذري للعنصر. ويمكن مشاهدة إنتاج الإلكترون-بوزيترون في جهاز غرفة الفقاقيع .


أنظر أيضا[عدل]