Questão FC277735
No processo de obtenção da equação fundamental do efeito Compton, que relaciona os comprimentos de onda da radiação incidente antes e depois do seu espalhamento,
Física Moderna
CEBRASPE (CESPE) · 2018
No processo de obtenção da equação fundamental do efeito Compton, que relaciona os comprimentos de onda da radiação incidente antes e depois do seu espalhamento,
- são usadas ambas as leis de conservação, que garantem que a frequência do fóton incidente deve mudar, no caso mais geral.
- é utilizada a lei da conservação da energia, mas não a lei de conservação dos momentos, uma vez que o espalhamento forma um sistema aberto.
- são usadas ambas as leis de conservação, que garantem que a energia do fóton incidente permaneça a mesma.
- são usadas ambas as leis de conservação, que garantem que o momentum do fóton incidente permaneça o mesmo.
- é utilizada a lei conservação dos momentos, mas não a lei de conservação da energia, uma vez que o espalhamento é inelástico.
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Gabarito
A
Comentário do professor
Na dedução da equação fundamental do efeito Compton aplica-se simultaneamente a conservação da energia e a conservação do momento ao choque entre um fóton e um elétron inicialmente em repouso.
Pelo caráter corpuscular do fóton usa-se \(E=h\nu\) e \(p=h/\lambda\). Impondo conservação da energia: \(h\nu + m_e c^2 = h\nu' + \gamma m_e c^2\), e conservação do momento vetorial, resolve‑se a geometria do espalhamento com ângulo \(\theta\).
Essas equações obrigam uma transferência de energia para o elétron, de modo que a frequência do fóton muda (fica menor quando há ganho de energia pelo elétron). O resultado é o deslocamento de comprimento de onda, a fórmula de Compton:
\(\lambda' - \lambda = \dfrac{h}{m_e c}(1-\cos\theta)\),
que mostra explicitamente a alteração do comprimento de onda (e, portanto, da frequência) em função do ângulo de espalhamento.
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