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Questão FC283067

“Uma partícula carregada, ao passar através de uma substância (alvo), pode interagir com elétrons carregados negativamente e núcleos de átomos ou moléculas carregados positivamente

Questões sem classificação de assunto (Física)

IDECAN · 2014

“Uma partícula carregada, ao passar através de uma substância (alvo), pode interagir com elétrons carregados negativamente e núcleos de átomos ou moléculas carregados positivamente. Essas partículas, à medida que penetram na matéria, sofrem colisões e interações com perda de energia até que, a uma dada espessura do material, toda energia é dissipada e a partícula, portanto, para de se deslocar. Denomina-se alcance a distância média percorrida por uma partícula carregada, em uma dada direção, distância essa que depende de vários fatores.” 

(Xavier et al, 2010.) 

 

Com base no trecho anterior, assinale a alternativa que descreve corretamente os fatores mais importantes associados ao alcance de uma partícula.

  1. Energia: o alcance de uma dada partícula é ampliado com o aumento da energia inicial. Massa: partículas mais leves têm alcance maior que as partículas mais pesadas de mesma energia e carga. Carga: uma partícula com menos carga possui alcance maior que uma partícula com mais carga. Densidade do meio: quanto mais alta a densidade do meio, maior é o alcance da partícula, sendo este muito maior em gases do que em líquidos ou sólidos.
  2. Energia: o alcance de uma dada partícula é ampliado com o aumento da energia inicial. Massa: partículas mais leves têm alcance maior que as partículas mais pesadas de mesma energia e carga. Carga: uma partícula com menos carga possui alcance maior que uma partícula com mais carga. Densidade do meio: quanto mais alta a densidade do meio, menor é o alcance da partícula, sendo este muito maior em gases do que em líquidos ou sólidos.
  3. Energia: o alcance de uma dada partícula é reduzido com o aumento da energia inicial. Massa: partículas mais leves têm alcance menor que partículas mais pesadas de mesma energia e carga. Carga: uma partícula com menos carga possui alcance menor que uma partícula com mais carga. Densidade do meio: quanto mais alta a densidade do meio, maior é o alcance da partícula, sendo este muito maior em gases do que em líquidos ou sólidos.
  4. Energia: o alcance de uma dada partícula é ampliado com o decréscimo da energia inicial. Massa: partículas mais leves têm alcance menor que partículas mais pesadas de mesma energia e carga. Carga: uma partícula com menos carga possui alcance menor que uma partícula com mais carga. Densidade do meio: quanto mais alta a densidade do meio, maior é o alcance da partícula, sendo este muito maior em gases do que em líquidos ou sólidos.
  5. Energia: o alcance de uma dada partícula é ampliado com o aumento da energia inicial. Massa: partículas mais leves têm alcance maior que partículas mais pesadas de mesma energia e carga. Carga: uma partícula com menos carga possui alcance menor que uma partícula com mais carga. Densidade do meio: quanto mais alta a densidade do meio, menor é o alcance da partícula, sendo este muito maior em gases do que em líquidos ou sólidos.
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Gabarito

B

Comentário do professor

Energia: quanto maior a energia inicial, maior o alcance, pois a partícula precisa de mais interações para dissipar toda a energia. Energiias mais altas aumentam a velocidade média e reduzem a perda específica relativa, ampliando a distância percorrida.

Massa: para mesma energia cinética, partículas mais leves têm velocidade maior (\(v\propto\sqrt{2E/m}\)); como a perda de energia por unidade de caminho cresce quando a velocidade é menor, partículas leves tendem a percorrer mais distância que partículas pesadas.

Carga: a perda de energia por interação escala aproximadamente com o quadrado da carga (∝\(z^2\)); partículas com maior carga transferem mais energia por colisão, reduzindo o alcance.

Densidade do meio: meios mais densos aumentam a frequência de colisões e, logo, a perda de energia por unidade de comprimento. Assim, o alcance é maior em gases e menor em líquidos e sólidos. Resumindo: \(S\ (\text{stopping})\sim\frac{z^2}{v^2}\rho\), relacionando carga, velocidade (massa/energia) e densidade.

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