Exercícios Resolvidos de Espalhamento Compton

USP, Física 4, P2 - 2015, Questão Q4

Num espalhamento Compton, um fóton de comprimento de onda Equation incide em um elétron inicialmente em repouso (massa Equation ). O fóton espalhado é observado numa direção que faz um ângulo de Equation em relação à direção de incidência.

As respostas devem ser dadas em termos de Equation , Equation , Equation e Equation .

  1. Determine o comprimento de onda Equation do fóton espalhado.
  2. Calcule a energia cinética do elétron após a colisão.
  3. Calcule a componente Equation do momento linear do elétron após a colisão.

Passo 1

Letra a)

O deslocamento Compton sofrido pelo fóton espalhado é

Equation

Como o ângulo de espalhamento é Equation , então Equation e Equation .

Logo, o comprimento de onda do fóton espalhado será:

Equation

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Letra b)

A energia cinética do elétron vai ser igual a energia perdida pelo fóton.

A energia do fóton incidente é:

Equation

A energia do fóton espalhado:

Equation

Fazendo a diferença:

Equation

Passo 3

Letra c)

Pela conservação do momento linear a componente Equation do momento do elétron vai ser igual à componente Equation do momento do fóton.

O momento do fóton é dado por:

Equation

A componente ao longo do eixo Equation vai ser

Equation

Resposta

Letra a)

Equation

Letra b)

Equation

Letra c)

Equation

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