Enunciado

ANÁLISE DE MATERIAIS COM ÍONS. A espectrometria de retrodispersão de Rutherford (RBS, do inglês Rutherford backscattering spectrometry) é uma técnica utilizada para determinar a estrutura e a composição dos materiais. Um feixe de íons (geralmente íons de hélio) é acelerado a uma alta energia e apontado para uma amostra. Ao analisar a distribuição e a energia dos íons que estão dispersos em relação aos (ou seja, foram desviados por colisões com os) átomos presentes na amostra, os pesquisadores podem determinar a composição da amostra. Para acelerar os íons de alta energia, um acelerador eletrostático tandem pode ser

usado. Nesse dispositivo, os íons negativos ( H e - ) inicialmente possuem um potencial V = 0 e são acelerados por uma alta tensão positiva, no ponto médio do acelerador. A alta tensão produz um campo elétrico constante no tubo de aceleração, através do qual os íons se deslocam. Quando os íons acelerados atingem o ponto médio, os elétrons são removidos, transformando os íons negativos em íons duplamente carregados positivamente ( H e + + ). Estes íons positivos são, então, repelidos do ponto médio pela alta tensão positiva nesse ponto e continuam acelerando até o final do acelerador, onde novamente V = 0 .

86 . A tensão máxima no centro de um acelerador eletrostático tandem típico é de 6,0   M V . Se a distância de uma extremidade do tubo de aceleração até o ponto médio é de 12   m , qual é o

módulo do campo elétrico médio no interior do tubo sob estas condições? ( a )   41.000   V / m ; ( b )   250.000   V / m ; ( c )   500.000   V / m ; ( d )   6.000.000   V / m .

Passo 1

Vem comigo que a gente resolve essa juntos!

Para encontrar esse campo médio, podemos usar a seguinte equação que relaciona o campo e o potencial.

Δ V = E Δ l

Então temos que:

E = Δ V Δ l

Passo 2

Substituindo os valores de tensão e distância que temos.

E = 6 × 10 6 12

⇒ E = 0,5 × 10 6   V / m = 500000   V / m

Logo a única alternativa correta é a letra ( c ) .

Resposta

( c )   500.000   V / m

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