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Flashcard FC284319

Como a energia inicial, a massa, a carga e a densidade do meio influenciam o alcance de uma partícula carregada?

Questões sem classificação de assunto (Física)

IDECAN · 2014

De acordo com o assunto Física: Questões sem classificação de assunto (Física), responda:

Como a energia inicial, a massa, a carga e a densidade do meio influenciam o alcance de uma partícula carregada?
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Resposta

Maior energia aumenta o alcance; para mesma energia, menor massa aumenta o alcance; menor carga aumenta o alcance; maior densidade do meio reduz o alcance.

A perda de energia por unidade de comprimento segue aproximadamente \(S\sim\dfrac{z^2\rho}{v^2}\). Assim, o alcance (proporcional a \(1/S\)) cresce com \(v^2\) e decresce com \(z^2\) e \(\rho\). Para mesma energia cinética, \(v\propto\sqrt{2E/m}\), logo partículas mais leves são mais rápidas e têm maior alcance.

exemplo: Considere um próton (\(z=1,m_p\)) e uma partícula alfa (\(z=2,m_\alpha=4m_p\)) com a mesma energia \(E\).
\(v\propto\sqrt{2E/m}\Rightarrow v_\alpha=v_p/\!2\).
Como \(S\propto z^2/v^2\):
\(\dfrac{S_\alpha}{S_p}=\dfrac{2^2}{1^2}\cdot\dfrac{v_p^2}{v_\alpha^2}=4\cdot4=16\).
Portanto \(R\propto1/S\) e \(\dfrac{R_\alpha}{R_p}=\dfrac{1}{16}\) — a partícula alfa tem alcance ~16 vezes menor que o próton nas mesmas condições.




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