Exercícios Resolvidos de Espalhamento Compton

PUC, Física 4, P3 2016.2, 4

Faça a escolha correta e justifique: Na Mecânica Quântica, quando um átomo emite um fóton:

(a) a massa do átomo aumenta.

(b) a energia do átomo aumenta.

(c) a massa do átomo diminui.

(d) o átomo não sofre uma transição quântica.

Passo 1

Sabemos que a fórmula de energia relativística de um átomo pode ser escrita como

E = γ . m . c ²

Sabemos que sempre que um elétron emite um fóton a sua energia consequentemente diminui, por isso que o elétron nesse caso salta de uma camada para outra, exatamente pela diminuição energética.

Porém também sabemos que por definição a massa relativística pode ser escrita pela equação

M = γ . m

Ou seja, se substituirmos isso na outra equação teremos

E = M . c ²

Percebemos que a relação entre E e M é diretamente proporcional, ou seja, se a energia do átomo diminui com a emisão de um fóton, por consequência a sua massa também diminui, concluímos então com isso que tanto a energia quanto a massa do átomo iram diminuir.

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Resposta

(c) a massa do átomo diminui.

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