Qual é a máxima energia que pode ser transferida a um elétron orbital numa colisão dura por um elétron, pósitron, próton, partícula
, todos com
de energia cinética? Dados:
e
.
elétron
elétron
Passo 1
O enunciado quer a energia máxima
transferida a um elétron orbital (massa
) por colisão dura com uma partícula incidente de massa
e energia cinética
. Usaremos cinemática relativística de colisões bidimensionais e a fórmula padrão para
.
Passo 2
Partindo de conservação de energia e momento, mostra-se que a energia máxima transferida ao elétron é
onde
Passo 3
Para elétron
e também para pósitron
vale
. Então o denominador fica
e
Logo
Passo 4
Para próton:
.
Como
e
, temos
Portanto
Passo 5
Para partícula
:
.
Então
Logo
Resposta
Para
:
elétron ou pósitron:
próton: (56,1 keV)
partícula :
(13,7 keV)
elétron ou pósitron:
próton:
partícula