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Flashcard FC284501

Como a perda específica de energia (dE/dx) de uma partícula carregada depende da carga, da velocidade e da massa?

Questões sem classificação de assunto (Física)

IDECAN · 2014

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

Como a perda específica de energia (dE/dx) de uma partícula carregada depende da carga, da velocidade e da massa?
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Resposta

Proposição: Escala como ∝ z² / v²; a massa não entra na dependência principal, afetando sobretudo a geometria da trajetória.

Explicação:
A expressão qualitativa da fórmula de Bethe indica que a perda específica de energia por colisões cresce com o quadrado da carga da partícula (z²) e aumenta quando a velocidade diminui (1/v²).
A massa não aparece diretamente no termo dominante de perda de energia; seu efeito manifesta‑se principalmente na curvatura e dispersão da trajetória (partículas leves sofrem maior deflexão).

Exemplo:
Compare uma partícula alfa (z=2) e um próton (z=1) com a mesma velocidade: a razão das perdas por colisão é aproximadamente \( \dfrac{(2)^2}{(1)^2}=4 \), ou seja, a alfa perde cerca de 4 vezes mais energia por unidade de distância que o próton nas mesmas condições.
Outro exemplo: um múon e um próton com carga z=1 e mesma velocidade têm perdas específicas semelhantes, apesar de terem massas muito diferentes, porque a dependência principal é por carga e velocidade.





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