Exercices pour le cours de physique de Feynman
Quelle énergie minimum E γ doit avoir le photon ? (On exprimera E γ à partir de l’énergie
d’un proton au repos m p c 2 .) Comparer cette énergie à celle requise dans une collision
proton-proton (comme dans l’exercice 13.10), et dans une collision électron-électron
(comme dans l’exercice 13.11).
Exercice 13.13 Un proton de masse m p subit une collision frontale avec un autre
proton au repos et produit un méson π de masse m π m p .
p + p → p + p + π.
(a) Quelle est l’énergie cinétique minimale T p du proton incident ?
(b) Quelle est l’énergie cinétique T π du méson au seuil ?
(c) Quelle erreur commet-on approximativement en utilisant des formules nonrelativistes ?
Donner les réponses à partir de m p et m π . On peut utiliser des expressions non relativistes
pour les énergies cinétiques et les transformations des vitesses.
Exercice 13.14 Un méson π 0 peut se désintégrer en deux rayons γ 3 que ce soit au
repos ou en mouvement, comme le montre la figure 13.1 : π 0 → γ + γ.
Figure 13.1
π 0
θ1
θ2
Note : Un rayon γ est un photon : E γ = p γ c = hν.
(a) Si le π 0 qui se désintègre a une vitesse u et une masse m π , et si le rayon γ est émis
à un angle θ par rapport à la direction initiale du π 0 , trouver l’énergie du rayon γ
en fonction de m π , v, et θ.
(b) Quelles sont les énergies maximum et minimum, E max et E min , qu’un rayon γ émis
peut avoir et quels angles d’émission sont possibles ?
(c) Pouvez-vous trouver une expression simple pour E max et E min indépendante de la
vitesse du π 0 , et quelle est sa signification physique ?
3. L’existence et la valeur de la masse du π
0 ont été déterminées par une mesure de ce type. Référence :
A. G. Carlson, J. E. Hooper, et D. T. King, Phil. Mag. 41, p. 701–724 (1950)
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Quelle énergie minimum E γ doit avoir le photon ? (On exprimera E γ à partir de l’énergie
d’un proton au repos m p c 2 .) Comparer cette énergie à celle requise dans une collision
proton-proton (comme dans l’exercice 13.10), et dans une collision électron-électron
(comme dans l’exercice 13.11).
Exercice 13.13 Un proton de masse m p subit une collision frontale avec un autre
proton au repos et produit un méson π de masse m π m p .
p + p → p + p + π.
(a) Quelle est l’énergie cinétique minimale T p du proton incident ?
(b) Quelle est l’énergie cinétique T π du méson au seuil ?
(c) Quelle erreur commet-on approximativement en utilisant des formules nonrelativistes ?
Donner les réponses à partir de m p et m π . On peut utiliser des expressions non relativistes
pour les énergies cinétiques et les transformations des vitesses.
Exercice 13.14 Un méson π 0 peut se désintégrer en deux rayons γ 3 que ce soit au
repos ou en mouvement, comme le montre la figure 13.1 : π 0 → γ + γ.
Figure 13.1
π 0
θ1
θ2
Note : Un rayon γ est un photon : E γ = p γ c = hν.
(a) Si le π 0 qui se désintègre a une vitesse u et une masse m π , et si le rayon γ est émis
à un angle θ par rapport à la direction initiale du π 0 , trouver l’énergie du rayon γ
en fonction de m π , v, et θ.
(b) Quelles sont les énergies maximum et minimum, E max et E min , qu’un rayon γ émis
peut avoir et quels angles d’émission sont possibles ?
(c) Pouvez-vous trouver une expression simple pour E max et E min indépendante de la
vitesse du π 0 , et quelle est sa signification physique ?
3. L’existence et la valeur de la masse du π
0 ont été déterminées par une mesure de ce type. Référence :
A. G. Carlson, J. E. Hooper, et D. T. King, Phil. Mag. 41, p. 701–724 (1950)
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