¿Los físicos utilizan "energía de la partícula" para referirse a energía cinética?

Question

En 1963, este documento fue escrito acerca de los efectos de la radiación sobre los paneles solares. El documento señala que:

Cuando los electrones a energías de más de 145 KeV y los protones a energías mayor que 98eV bombardear un cristal de silicio, se puede desplazar un átomo de la red cristalina, la producción de un entramado de vacantes y un retroceso del átomo que viene a descansar como un átomo intersticial.

Sin embargo, el reposo de las energías de los electrones y los protones son mucho mayores que esta, en alrededor de 511 KeV y 938 MeV, respectivamente. Llegué a la conclusión de que el documento se refería a la cinética de la energía en lugar de la energía total, y se ajusta a mis cálculos basados en esta conjetura.

Así: Estaba en lo correcto al asumir que el papel se refiere a la energía cinética, o era en lugar de alguna otra medida de las partículas de energía?

De manera más general, hay un significado estándar para una partícula de la "energía" al referirse a los dichos, las partículas se mueven a velocidades relativistas?

Answer 1

Sí, en este caso lo que se entiende por "energía" es la energía cinética $K = (\gamma-1)mc^2$ que el incidente de la partícula puede transferir al sistema de destino. Como usted señala, no tendría sentido hablar de un electrón, que tiene la energía de reposo $E_0=mc^2=511\rm\,keV$, tienen una energía total $E=\gamma mc^2 = mc^2 + K$ de sólo 100 eV.

Para la ultra-relativista partículas con $E\gg E_0$ es una aproximación razonable pensar en la energía cinética y la energía total como ser idénticos, y para nonrelativistic de los sistemas, el significado es claro en el sentido de contexto, así que es bastante estrecho de energía de la región de alrededor de $\gamma\approx2$ o $K\approx E_0$, lo que tienes que tener cuidado de distinguir entre cinética y la energía total. Que nos hace descuidado. Lo siento.

Answer 2

Teoría de la relatividad especial le da $(mc^2)^2 = E^2 - (pc)^2$ donde $m$ es el resto de la masa de la partícula (511 keV de electrones), $p$ es el impulso y la $E$ de la energía total. Cuando usted tiene la unidad natural del sistema donde $c = 1$, la ecuación se convierte en $m^2 = E^2 - p^2$, que puede ser extraño para usted.

Cuando un electrón tiene una energía de 145 keV, debe ser la energía cinética sólo, que no hay manera de que usted puede elegir $p$ tal que $E$ podría ser menor que $mc^2$. Para energías superiores, podría llegar a ser ambiguo. Si usted tiene $E \gg mc^2$, entonces la diferencia será pequeño porque las partículas son ultra-relativista de todos modos.

En física de partículas contexto, donde las partículas pueden aniquilarse los unos a los otros, la energía que normalmente se entiende como el total de la energía, incluso la masa de reposo, como la ecuación de arriba, dice.

Answer 3

No sólo es común a la comilla de la energía cinética como la energía en otros contextos de la física de alta energía, que básicamente es también donde el conjunto de la convención de la escritura energías en electrón-voltios viene de: $1\:\mathrm{keV}$ es la cinética de la energía que un solo-partícula cargada, independientemente de la masa, recoge si le dejan caer a través del potencial de un acelerador lineal, es decir, el condensador cargado a $1\:\mathrm{kV}$. Y esta es la energía tal, por ejemplo, un electrón puede ponerlo en uso al chocar con el cátodo de un tubo de rayos X. Los rayos X normalmente no se llega cerca de electrones resto de la masa, así que como se dijo antes es inequívoca aquí que la energía que se quiere decir.

(Para los rayos X de sí mismos es, por supuesto sin ambigüedades, de todos modos, gracias a cero resto de la masa.)

Answer 4

Sí. Bombardeo implica cinética. La masa (resto) de electrones y protones es fijo, no tendría sentido discutir como una variable. Más generalmente, energía de una partícula puede considerarse compuesto por su masa en reposo, su energía cinética y su energía potencial. No hay solo de significado al término, de hecho, la energía es una abstracción que significa no hay sustancia o cosa que se llama "energía".