Matematické Fórum

Pokud na to budeme koukat v těžišťové soustavě, je to celkem jasné i bez složitého počítání. Celková hybnost v těžišťové soustavě je nulová - tedy hybnost přilétajícího elektronu je stejná jako hybnost přilétajícího fotonu.

No a na jejich energii už tolik nezáleží, prostě je nějaká (větší než nula).

Po srážce by měl zůstat jen elektron ... s nulovou hybností ... tedy stojící, a jeho klidová energie by měla odpovídat součtu kinetických energií těch dvou původních částic (letícího elektronu a fotonu).

Jenže klidový elektron nemůže mít větší energii (hmotnost) než má normálně, elektron je fundamentální částice, bez nějaké vnitřní struktury, nemůže být v nějakém excitovaném stavu...nemá tu energii kam schovat.

Já teda úplně nechápu, co si představuješ pod pojmem "fotoefekt" (předpokládám, že jde o "fotoelektrický jev") pro volnou částici. K fotoelektrickému jevu dochází když na kus materiálu posvítíme světlem.

V případě samotných částic mluvíme, pokud vím, o absorbci či emisi fotonů, a né o fotoefektu či fotoelektrickém jevu.

Každopádně - když jde o kus materiálu, nemusíme řešit tu hybnost ... materiál (když je ho hodně) nám hybnost pohltí a jeho energie se skoro nezmění. Stejně jako když vystřelíš z pušky do betonové zdi nemusíš se starat o hybnost, protože zeď je (pokud ji teda nestavěli diletanti) slušně spojená se zemí, a země, ta nám hybnost kulky pohltí aniž by si toho někdo všiml.

Ovšem u jednotlivých částic to tak není. Atom nemůže při srážce s fotonem pohltit jeho energii aniž by přitom pohltil i jeho hybnost. A naopak, nemůže pohltit hybnost aniž by získal i energii.

Atom samozřejmě pohltit foton může ... a zvýší se tím jeho klidová energie (takže i klidová hmotnost). U elektronu to ale možné není ... protože elektron nemůže zvýšit svoji klidovou hmotnost ... to by se z něj stala jiná částice ... a tomu zase brání jiné zákony zachování (různých "nábojů").

Takže při srážce elektronu s fotonem může dojít k tomu, že se energie elektronu zvýší a fotonu sníží, nebo naopak - říká se tomu tuším Comptonův jev - ale nemůže dojít k tomu, že elektron pohltí foton.

Pokud půjde o elektron (byť velmi slabě) vázaný k atomu, může dojít k tomu, že elektron bude z atomu vyražen, tedy získá nějakou energii ... ale i foton bude po srážce zase vyzářen - s o něco niží energií. Má li foton zaniknout, musí být jeho původní energie stejná jako je energie potřebná k vyražení toho elektronu ... a pokud bude (téměř) nulová, musí být (téměř) nulová i energie toho původního fotonu.