Cómo demostrar que es imposible que un fotón ceda toda su energía e impulso a un electrón libre

Probablemente sea imposible para el fotón renunciar a toda su energía.
Mira la fórmula de dispersión, no recuerdo quién la dio exactamente.
Pero dice

donde θ es el ángulo de dispersión, el ángulo del momento inicial y final.
Intenta darle toda la energía del fotón al electrón. Verás que θ es 180 grados, y por lo tanto cos θ = -1.
Entonces, si intentas dar toda la energía, matemáticamente observarás que la longitud de onda final del fotón tiene algún valor. Aunque ha aumentado drásticamente (la energía del fotón disminuye en ese caso, porque es inversamente proporcional a la longitud de onda), no se desvanece.

Entonces el fotón nunca puede regalar toda su energía.

Pero, regala alrededor del 99% de su energía. Aunque le quede algo de energía, puede calcular y observar que la energía final del fotón es solo una pequeña fracción de su energía inicial. ¿Dónde se ha ido toda la otra energía? Al electrón.

Editar: lo siento, no pude molestarme en ayudar al cambio de fuente

Use las siguientes leyes:
1. Relación entre energía e impulso para un electrón. (E * E = p * p + m * m)
2. Relación entre energía e impulso para un fotón. (E = p)
3. Conservación de energía y momento (electrón + fotón-> electrón)
Estos son inconsistentes. En otras palabras, si toma (E1, p1) para el electrón antes de la emisión, (E2, p2) para el fotón, (E3, p3) para el electrón después de la emisión, debe tener:
E1 * E1 = p1 * p1 + m * m; E3 * E3 = p3 * p3 + m * m; E2 = p2 y
E1 + E2 = E3, p1 + p2 = p3
Intenta resolver estas ecuaciones, son inconsistentes.
Esta es la misma razón por la que no puede producirse un par (producción de un par electrón-positrón) por un fotón, a menos que haya alguna otra partícula que absorba parte de la energía-momento. Del mismo modo, un par electrón-positrón no puede aniquilarse para darle un solo fotón.

Ahí tienes:

La respuesta de Jatin Rajput a ¿Puedes demostrar que es imposible que un fotón transfiera toda su energía a un electrón libre?

He explicado todo matemáticamente.

Eso te será fácil de entender.

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