首页 >
电子康普顿波长
✍ dations ◷ 2025-07-11 15:54:34 #电子康普顿波长
粒子的康普顿波长(Compton wavelength)λ,其关系式如下:式中的变数符号定义约化康普顿波长
λ
¯
{displaystyle {bar {lambda }}}
为根据CODATA 2014的数值,电子的康普顿波长是2.4263102367(11)×10-12 m。不同的粒子,有不同的康普顿波长.在考虑到量子力学与狭义相对论为前提下,康普顿波长被认为是测量粒子位置的基本限制。其大小取决于该粒子的质量
m
{displaystyle m }
。
现举一例子说明这个,设用反射回来的光去量度粒子的位置──但要准确地量度位置需要波长短的光。波长短的光是由高能量光子所组成的。若这些光子的能量超过
m
c
2
{displaystyle mc^{2} }
,当击中被量度位置的粒子时,其撞击所产生的能量可能会足够产生同类型的粒子。这使得粒子的原位置这个问题变得毫无意义。此论点同时亦表明了康普顿波长是量子场论──可用于描述粒子的生成或湮灭──需要被重视的长度上限。我们可以用以下方法将上述论点变得更精确一点。设要量度粒子的位置至一准确度△x。
则其位置及动量的不确定性关系式为Δ
x
Δ
p
≥
ℏ
/
2
{displaystyle Delta x,Delta pgeq hbar /2}所以粒子动量的不确定性符合:Δ
p
≥
ℏ
2
Δ
x
{displaystyle Delta pgeq {frac {hbar }{2Delta x}}}使用相对性原理中的动量与能量,当
Δ
p
{displaystyle Delta p}
大于
m
c
{displaystyle mc}
时能量的不确定性比
m
c
2
{displaystyle mc^{2} }
要大,会有足够的能量生成出一个同类型的粒子。所以运用一点代数,可见存在一基础上限Δ
x
≥
ℏ
2
m
c
{displaystyle Delta xgeq {frac {hbar }{2mc}}}所以至少在大约一倍大小以内,粒子位置的不确定性一定要比康普顿波长
h
/
m
c
{displaystyle h/mc }
为大。康普顿波长能够与德布罗意波长作对比;后者大小视粒子的动量而定,它同时也决定量子力学中粒子的粒性及波性的分界线。对费米子而言,其康普顿波长决定了相互作用的反应截面积。例如,对一从电子来的光子而言,其汤姆孙散射反应截面积等于(
8
π
/
3
)
α
2
λ
e
2
{displaystyle (8pi /3)alpha ^{2}lambda _{e}^{2}}
,其中
α
{displaystyle alpha }
为精细结构常数,
λ
e
{displaystyle lambda _{e} }
为电子的康普顿波长。而规范场玻色子而言,其康普顿波长决定了汤川相互作用的有效范围:由于光子无质量,电磁的作用距离为无限。电子的康普顿波长一组三个互相关连的长度单位中的一个,另外两个是玻尔半径
a
0
{displaystyle a_{0}}
及经典电子半径
r
e
{displaystyle r_{e}}
。康普顿波长是由电子质量
m
e
{displaystyle m_{e}}
,普朗克常数
h
{displaystyle h}
及光速
c
{displaystyle c}
构建的。而玻尔半径则是由
m
e
{displaystyle m_{e}}
,
h
{displaystyle h}
及电子电荷
e
{displaystyle e}
所构建。经典电子半径就由
m
e
{displaystyle m_{e}}
,
c
{displaystyle c}
及
e
{displaystyle e}
构建。这三种长度中的任何一种都能够被写成另外两种长度及精细结构常数的倍数
α
{displaystyle alpha }
:r
e
=
α
λ
e
2
π
=
α
2
a
0
{displaystyle r_{e}={alpha lambda _{e} over 2pi }=alpha ^{2}a_{0}}普朗克质量的特殊在于它跟
2
π
{displaystyle 2pi }
及这类因数没有关系,这个质量的康普顿波长相等于其史瓦西半径。由此而得的特殊长度被称为普朗克长度。从简易的量纲分析可得:史瓦西半径与质量成正比,而康普顿波长与质量成反比。
相关
- 国际卫生条例《国际卫生条例》(法语:Règlement Sanitaire International, 缩写RSI;英语:International Health Regulations , 缩写IHR)是一个控制传染病在全球蔓延的国际条约,目前由世界卫生
- 农田耕地在地理学上是指可以用来种植农作物的土地。地球上1亿4800万平方公里的陆地中大约有3100万是可耕地,但目前可耕地面积正以每年10万平方公里的速度流失。而耕地流失的主因
- 正交正交晶系,也叫斜方晶系。 该晶系特点是没有高次对称轴,二次对称轴和对称面总和不少于三个。晶体以这三个互相垂直的二次轴或对称面法线为结晶轴。α=β=γ=90o;a≠b≠c。非均质
- 过敏症列表过敏症列表包括各种过敏原及其可能进行的反应和治疗方法等内容。
- 水牛城纽约州立大学布法罗分校(英语:State University of New York at Buffalo),又名布法罗大学(英语:University at Buffalo,UB),是纽约州立大学系统中规模最大、综合性最强的研究型大学,位
- 统计学习理论统计学习理论(英语:Statistical learning theory),一种机器学习的架构,根据统计学与泛函分析(Functional Analysis)而建立。统计学习理论基于资料(data),找出预测性函数,之后解决问题。
- 乳房发育乳腺发育主要是在出生后,在青春期时,女性乳腺中会形成小管及分支,这建立了从乳头开始,类似树的网络。在发育时,乳腺上皮细胞持续的产生,由少见的上皮细胞维护,配成了乳腺祖(mammary
- 横隔膜在哺乳动物的解剖学中,横膈膜(英语:Thoracic diaphragm)是一层骨骼肌薄膜,延展及肋骨底部。横膈膜将胸腔与腹腔相分隔,并对呼吸执行重要功能。解剖学中的膈膜(英语:Diaphragm)也可以
- 顺行性遗忘顺行性遗忘症(英语:Anterograde amnesia)是一种失忆症,与忘记发病前事物的逆行性遗忘症不同,此病病患会遗忘患病后发生的事物。很大程度上来说,人们对于记忆的机理研究得不是很透
- 戈雅弗朗西斯科·何塞·德·戈雅-卢西恩特斯(西班牙语:Francisco José de Goya y Lucientes,1746年3月30日-1828年4月15日),西班牙浪漫主义画派画家。戈雅是西班牙皇室的宫廷画家,半岛