Obejrzyj animację, która pomoże Ci wyobrazić sobie co dzieje się podczas anihilacji. Zwróć uwagę na to, co dzieje się podczas emisji kwantów gamma.
R122Y3BGxBuNC
Wysłuchaj nagrania i przeczytaj opis animacji: Animacja przedstawia anihilację elektronu i pozytonu. Na początku animacja zawiera dwa slajdy. Pierwszy to czarny slajd tytułowy, na którym po środku umieszczono, dużymi literami, biały napis "ANIHILACJA PAR CZĄSTKA - ANTYCZĄSTKA". Drugi czarny slajd pokazuje wygląd i przedstawia opis cząstek, których interakcję obejrzymy za chwilę na filmie animowanym. Po prawej stronie ekranu w postaci zielonej kulki mamy cząstkę podpisaną pod spodem małymi białymi literami jako elektron. Po lewej stronie ekranu w postaci kulki żółtej mamy antycząstkę podpisaną małymi białymi literami jako pozyton. Pod pozytonem umieszczono napis uściślający składający się z białych małych liter treści: "masa taka sama jak elektron ładunek przeciwnego znaku". Po tym slajdzie rozpoczyna się film animowany z czarnym tłem, na którym cząstki, w postaci opisanych wcześniej kulek, krążą wokół środka ekranu po przeciwnych jego stronach, coraz bliżej siebie. Gdy cząstki zetkną się ze sobą następuje ich anihilacja co na filmie przedstawiono zastępując cząstki dwoma fotonami reprezentowanymi przez żółte falki. Fotony poruszają się od środka ekranu w przeciwnych do siebie kierunkach. Następnie zderzenie cząstek powtórzono uzyskując z nich ponownie dwa fotony lecące od środka ekranu w innych kierunkach niż poprzednio ale w dalszym ciągu w kierunkach przeciwnych do siebie nawzajem. Animację kończy biały, cieniowany na dole, slajd końcowy, w którego środku umieszczono logo projektu, składające się z niebieskich, zamalowanych w środku, obiektów przypominających elipsy rozmieszczonych na powierzchni przypominającej fragment koła. Logo to również zawiera niebieski napis zapisany dużymi literami o treści "FIZYKA 950 KAPSUŁEK". Na dole ekranu umieszczono dodatkowe trzy loga w poziomie obok siebie. Są to kolejno od lewej: logo w postaci prostokąta w którym zawarto dwie umieszczone pod sobą identyczne gasnące fale, z czarnym napisem po prawej stronie którego wyrazy rozpoczynają się z dużych liter "Wydział Fizyki" a pod nim mniejszą czarną czcionką dużymi literami tekst "POLITECHNIKA WARSZAWSKA", logo składające się z trzech pięcioramiennych gwiazdek w kolorach żółtym, białym i czerwonym na granatowym tle,po którego prawej stronie znajduje się czarny napis, którego wyrazy rozpoczynają się z dużych liter, treści: "Fundusze Europejskie Wiedza Edukacja Rozwój" oraz logo składające się z granatowej flagi ze złotymi dwunastoma gwiazdami ułożonymi w kształt okręgu z czarnym napisem po lewej stronie, którego wyrazy rozpoczynają się z dużych liter, treści "Unia Europejska".
Wysłuchaj nagrania i przeczytaj opis animacji: Animacja przedstawia anihilację elektronu i pozytonu. Na początku animacja zawiera dwa slajdy. Pierwszy to czarny slajd tytułowy, na którym po środku umieszczono, dużymi literami, biały napis "ANIHILACJA PAR CZĄSTKA - ANTYCZĄSTKA". Drugi czarny slajd pokazuje wygląd i przedstawia opis cząstek, których interakcję obejrzymy za chwilę na filmie animowanym. Po prawej stronie ekranu w postaci zielonej kulki mamy cząstkę podpisaną pod spodem małymi białymi literami jako elektron. Po lewej stronie ekranu w postaci kulki żółtej mamy antycząstkę podpisaną małymi białymi literami jako pozyton. Pod pozytonem umieszczono napis uściślający składający się z białych małych liter treści: "masa taka sama jak elektron ładunek przeciwnego znaku". Po tym slajdzie rozpoczyna się film animowany z czarnym tłem, na którym cząstki, w postaci opisanych wcześniej kulek, krążą wokół środka ekranu po przeciwnych jego stronach, coraz bliżej siebie. Gdy cząstki zetkną się ze sobą następuje ich anihilacja co na filmie przedstawiono zastępując cząstki dwoma fotonami reprezentowanymi przez żółte falki. Fotony poruszają się od środka ekranu w przeciwnych do siebie kierunkach. Następnie zderzenie cząstek powtórzono uzyskując z nich ponownie dwa fotony lecące od środka ekranu w innych kierunkach niż poprzednio ale w dalszym ciągu w kierunkach przeciwnych do siebie nawzajem. Animację kończy biały, cieniowany na dole, slajd końcowy, w którego środku umieszczono logo projektu, składające się z niebieskich, zamalowanych w środku, obiektów przypominających elipsy rozmieszczonych na powierzchni przypominającej fragment koła. Logo to również zawiera niebieski napis zapisany dużymi literami o treści "FIZYKA 950 KAPSUŁEK". Na dole ekranu umieszczono dodatkowe trzy loga w poziomie obok siebie. Są to kolejno od lewej: logo w postaci prostokąta w którym zawarto dwie umieszczone pod sobą identyczne gasnące fale, z czarnym napisem po prawej stronie którego wyrazy rozpoczynają się z dużych liter "Wydział Fizyki" a pod nim mniejszą czarną czcionką dużymi literami tekst "POLITECHNIKA WARSZAWSKA", logo składające się z trzech pięcioramiennych gwiazdek w kolorach żółtym, białym i czerwonym na granatowym tle,po którego prawej stronie znajduje się czarny napis, którego wyrazy rozpoczynają się z dużych liter, treści: "Fundusze Europejskie Wiedza Edukacja Rozwój" oraz logo składające się z granatowej flagi ze złotymi dwunastoma gwiazdami ułożonymi w kształt okręgu z czarnym napisem po lewej stronie, którego wyrazy rozpoczynają się z dużych liter, treści "Unia Europejska".
Polecenie 1
Korzystając z zasady zachowania pędu i energii wykaż, że energie fotonów powstałych w procesie anihilacji są jednakowe.
uzupełnij treść
Z zasady zachowania pędu wynika, że końcowy pęd układu jest równy zeru, ponieważ początkowy pęd układu wynosi zero (cząstki są w spoczynku). Fotony mają pędy równe, co do wartości, ale przeciwnych znaków, tak aby wektorowa suma ich pędów wynosiła zero.
Z równości pędów fotonów wynika równość ich energii, bo energia E i wartość pędu p fotonu związane są równaniem: 𝐸 = 𝑝𝑐 (c - prędkość światła w próżni).
Polecenie 2
Korzystając z zasady zachowania pędu i energii oblicz te energie, zakładając, że elektron i pozyton w chwili spotkania były w spoczynku.
uzupełnij treść
Z zasady zachowania energii wynika, że energia spoczynkowa elektronu i pozytonu 2·0,51 MeV = 1,02 MeV zamienia się na energie dwóch fotonów. Każdy foton ma energię 0,51 MeV.