Exercícios Resolvidos de Espalhamento Compton

UFRJ, Física 4, P2 - 2017.1, Questão ME04

Um fóton de frequência Equation e comprimento de onda Equation colide com um elétron livre que se move inicialmente com velocidade Equation , em relação a um referencial inercial.

Após a colisão, o elétron passa a se mover com velocidade Equation , tal que Equation . Nessas circunstâncias, o fóton espalhado possui frequência Equation e comprimento de onda Equation . Pode-se afirmar que:

  1. Equation e Equation
  2. Equation e Equation
  3. Equation e Equation
  4. Equation e Equation
  5. Equation e Equation

Passo 1

Se a velocidade final do elétron é menor que a sua velocidade antes da colisão, vamos ter que ele perdeu parte de sua energia cinética.

Como energia não pode se perder no nada, e o elétron não teve um aumento na sua massa (sua energia de repouso continua a mesma, o que faz com que sua energia total tenha diminuido), então essa energia foi ganha pelo fóton.

A energia do fóton antes da colisão é dada por:

Equation

Que pode ser reescrita como:

Equation

Já que o fóton ganhou energia, então temos que:

Equation

Equation

Equation

Equation

A opção correta então é a letra d).

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Resposta

Letra d)

Equation e Equation

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