作业帮光子能转换为一个正电子和一个负电子.电子有质量,为什么光子静止质量为0?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/06 21:54:12
光子能转换为一个正电子和一个负电子.电子有质量,为什么光子静止质量为0?
光子能转换为一个正电子和一个负电子.电子有质量,为什么光子静止质量为0?
光子能转换为一个正电子和一个负电子.电子有质量,为什么光子静止质量为0?
电子与光子这两种粒子的根本区别——光子没有自旋,电子有自旋.
电子与正电子相遇时将湮灭而转化为光子,即转化为电磁场；反之,在核场中光子的能量足够大时,光子也可以转化为正负电子对.电子与正电子都是实物,而光子却是电磁场,即真空.
从微观物理的角度考察：电子是费米子,带基本电荷,具有空间局域性.它可以是信息的载体,也可以是能量的载体.作为信息载体时,可以通过金属导线或无线电波在自由空间进行传递.电载信息的主要储存方式为磁储存.微电子技术发展了电子计算机,其信息处理的速度受到了电子开关极限时间10-10 s的障碍,和大规模集成电路密集度水平以及并行技术的制约.20世纪信息技术的进步已经充分挖掘并几乎穹尽了电子的潜力.虽然微电子技术的进一步完善,尚可提高芯片信号运作的速度.有望把计算机运算速度再提高（用大规模并行
技术.）然而,电子本身的运动特性及其所产生的电磁场频率极限,制约了它在信息领域功能的进一步发展.电子作为能量的载体时,高能电子束可以让物质改性,可以作为高温热加工,但要求真空环境.并且,它的德布罗意波长极限使它难以胜任超精细的工作.
光子是玻色子,电中性,没有空间局域性而具有时间可逆性.它可以是信息的载体,也可以是能量的载体.作为信息载体时,可以通过光纤（光缆）或自由空间进行传递,光载信息的主要存储方式为光储存.光子技术将发展起光子计算机,其光子逻辑或智能运算的信息处理速度将受到光子开关极限时间10-14s的障碍,和光子集成光路密集度水平以及并行技术的制约.这些制约都远较电子技术所受制约宽松.光子作为能量的载体时（只有光子简并度极高的激光束才能实现）,高能激光束可以让物质改性,可以作高温热加工,甚至有望导致核聚变.由于激光波长比电子波长短很多,因而可以胜任非常精细的工作.仅就信息属性而言,光子技术较诸电子技术有着明显的优势：光子开关的速度极限较电子开关速度极限高出4个量级以上,光子信息可以作高密通道交互传输及并行处理；光频载波要比微波频率高出4
个量级,可荷载信息量自然高得多；光束的实用调制方式较多,能够采用密集的波分复用技术,频分复用技术以及时分复用技术.光子存储的平面密度不仅大大高于磁存储,而且还能发展空间维、时间维、光谱维及体全息等存储方式.单体存储容量可望达到TB量级.这是磁
存储技术无法比拟的；光子集成包括器件集成和功能集成.光子集成度远比电子集成度高.
单量子点激光器可以做到0.1μm .有人认为,光子技术将会在全光通讯和光子计算机上取得突破：传码率为TB/ s量级的全光通信；仅非并行的单机“光脑“运算速度就可超过1012次/秒.
所以一个光子不能变成正负电子对．
光子的静止质量是0，但是能够变成电子和反电子（正电子）的光子并不是静止的。根据能量守恒，此光子的所有能量转化为量粒子的质量，剩余部分以动能等能量的形式存在。