¿Puedes demostrar que es imposible que un fotón transfiera toda su energía a un electrón libre?

Si. (Esto suena como un problema de HW.) Para analizar el problema, considere un marco de referencia en el que el electrón, después de la colisión, esté en reposo. En ese marco, la energía total del sistema es la energía en reposo del electrón. Ahora, en ese marco, observe la energía del fotón más la del electrón antes de la colisión. En cualquier marco, la energía y el impulso deben conservarse.

Sí, es posible.

En primer lugar, debe saber que la masa en reposo del cuerpo es cero solo si ese cuerpo viaja con la velocidad de la luz.

La energía y el impulso siempre se conservarán en el caso de la colisión de un fotón con un electrón libre.

Energía conservada:

hc / D = (m – M) c ^ 2 donde ‘M’ es la masa en reposo de un electrón, ‘m’ es la masa relativista de un electrón y ‘D’ es la longitud de onda del fotón en colisión.

Momento conservado:

h / D = mv donde ‘v’ es la velocidad de un electrón.

Esto finalmente resulta ser:

mv = (m – M) c

Cuadrando, nos ponemos,

c ^ 2 + v ^ 2 – 2 vc = c ^ 2 – v ^ 2

2 v ^ 2 = 2 vc; v = c.

Esto significa que la velocidad final de un electrón será de 300000 km / s. Esto no es posible. Un electrón nunca puede viajar exactamente con la velocidad de la luz.

Por lo tanto, un fotón no puede proporcionar toda su energía a un electrón. Habrá algo de energía asociada con un fotón.

En palabras simples, un fotón no puede dejar de existir cuando sufre una colisión con un electrón libre.

Es imposible que un fotón transfiera CUALQUIERA de su energía a un electrón libre.
Sé que muchos piensan que los fotones se comportan como estaciones de carga móviles de una manera similar a la recarga de combustible en vuelo. La verdad es que necesitamos un modelo más significativo de lo atómico y subatómico y comenzar a trabajar en conceptos básicos como causa y efecto.

El modelo con mancuernas del átomo por David Wrixon EurIng en gravedad cuántica explicado

Cebador:

Conceptos preliminares de fusión nuclear por David Wrixon EurIng sobre la gravedad cuántica explicada