Exercícios Resolvidos de O Fóton

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Enunciado

Uma partícula está parada em relação ao referencial inercial do laboratório e possui massa relativística m . A partícula se desintegra completamente, surgindo dois fótons idênticos contrapropagantes. Para o referencial do laboratório, o comprimento de onda de cada fóton vale

a) 2 h / m c .

b) h / m c .

c) h / 2 m c .

d) 2 ℏ / m c .

Passo 1

Fala pessoal, bora resolver mais uma questão de física 4?

Nesse problema temos a seguinte situação: inicialmente uma partícula de massa m está parada, de modo que sua energia é apenas a energia de repouso:

E a n t e s = m c 2

Daí essa partícula se desintegra dando origem a dois fótons idênticos que se propagam em sentidos contrários. A energia de cada fóton é h f , de modo que

E f i n a l = h f + h f = 2 h f

Passo 2

Usando a conservação da energia:

E a n t e s = E f i n a l

2 h f = m c 2

Como f = c / λ :

2 h c λ = m c 2 → λ = 2 h m c

Assim chegamos na alternativa A 😉.

Resposta

Alternativa A.

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