Questão FC714719
A respeito da equação de Klein-Nishina para a seção de choque diferencial do efeito Compton, é correto afirmar que
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VUNESP · 2025
A respeito da equação de Klein-Nishina para a seção de choque diferencial do efeito Compton, é correto afirmar que
- depende apenas do raio clássico do elétron e do ângulo de espalhamento do fóton.
- é calculada por elétron, pois é independente do número atômico do meio.
- é calculada por átomo, pois depende da energia de ligação dos elétrons no meio.
- representa a distribuição angular dos fótons espalhados por elétrons fortemente ligados no meio.
- tem simetria por rotação em torno da direção do fóton espalhado.
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Gabarito
B
Comentário do professor
Klein-Nishina descreve a seção de choque diferencial para o espalhamento Compton de fótons por um elétron livre, obtida pela teoria de Dirac e eletrodinâmica quântica. A expressão depende apenas de parâmetros do fóton (energia e ângulo) e do raio clássico do elétron \(r_e\).
Formalmente, \(\displaystyle \frac{d\sigma}{d\Omega}=\frac{r_e^2}{2}\left(\frac{E'}{E}\right)^2\left(\frac{E'}{E}+\frac{E}{E'}-\sin^2\theta\right)\), mostrando que a unidade de base é a interação com um único elétron.
Por isso a seção de choque é considerada por elétron e é independente do número atômico do meio. Em um material, a probabilidade total escala com o número de elétrons presentes, mas a fórmula elementar não contém o Z do átomo.
Em regimes de baixa energia ou elétrons ligados, surgem correções de ligação; porém a hipótese fundamental de Klein-Nishina é o espalhamento por elétrons essencialmente livres.
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