Question

请教一道物理题紧急谢谢

划线部分的问题，答案中说是因为反应过程中动量守恒且总动量为0.请问为什么动量守恒能得到不可能只转变为一个光子？我觉得是能量守恒啊。

谢谢

Answer 1

动量守恒。

假设电子和正电子的速度为0，即没有动量，但湮灭后产生的光子是有动量的。所以如果只有一个光子，那就违反了动量守恒定律，在两个光子时两个光子向相反方向发射，这样动量之和为0，即守恒了。

追问

为什么湮灭后产生的光子是有动量的？

追答

首先所有的物理规律都要遵循能量守恒和动量守恒。对于正负电子对，其总动量为0，当它们相遇湮灭，产生光子，物质能转化为光能，能量守恒。又因为光子有动量，如果只产生一个光子的话，系统初始动量为0而末动量却不为0，不符合物理规律，所以必然产生两个光子，且这两个光子向相反方向运动，系统总动量仍保持为0，满足动量守恒。
0＝p1+p2=mc+m(-c)

要说明的是，光子没有静止质量，但是有运动质量，因此光子是有动量的，至于为什么不是三个或更多，那是由能量决定的。正负电子对具有的能量只有E=mec^2，仅够提供2hμ的能量，所以是两个光子。

追问

0＝p1+p2=mc+m(-c)
你的意思是光子的质量就等于电子的质量？为什么

这道题可以不用动量守恒而用能量守恒吗？就是如果只有1个光子能量不守恒了