UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE FÍSICA – DFIS
FÍSICA PARA ENGENHARIA ELÉTRICA
Prof. José Fernando Fragalli
Trabalho 2
Data de Divulgação: 18/09/2015
Data de Entrega: 05/10/2015
Propriedades Corpusculares da Radiação
1) Um fóton pode ser absorvido por um sistema capaz de adquirir energia
interna. Suponha que um fóton de 15 MeV seja absorvido por um núcleo de carbono
inicialmente em repouso.
a) Determine a energia cinética e a energia interna do núcleo de carbono
após a absorção do fóton. (1,0)
b) O núcleo de carbono volta ao repouso e em seguida perde a energia interna
emitindo um fóton. Determine a energia deste fóton. (1,0)
2) Um elétron acelerado até uma energia de 50 keV em um tubo de Raios-X
sofre duas colisões sucessivas antes de entrar em repouso no alvo, emitindo dois
fótons de bremsstrahlung no processo. O segundo fóton tem comprimento de onda
95,00 pm maior do que o primeiro.
a) Determine o comprimento de onda dos dois fótons. (2,0)
b) Determine a energia do elétron após a emissão do primeiro fóton. (1,0)
Propriedades Ondulatórias da Matéria
1) Algumas partículas elementares podem “violar” a lei de conservação da
energia criando uma outra partícula e tornando a absorvê-la logo em seguida. Assim,
por exemplo, um próton pode emitir um píon positivo através da reação p → n + π+,
onde p representa o próton, n representa o nêutron e π+ representa o píon positivo. A
energia de repouso do píon é 140 MeV. A re-absorção deve ocorrer dentro de um
intervalo de tempo ∆t que seja compatível com o Princípio da Incerteza de
Heisemberg.
a) Determine o excesso de energia ∆E pelo qual a lei de conservação de
energia foi violada. (1,0)
b) Determine o tempo de vida do píon. (1,0)
c) Suponha que o píon viaje numa velocidade praticamente igual à velocidade
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da luz; determine a que distância do núcleo o píon conseguirá chegar no intervalo de
tempo ∆t calculado acima. (1,0)
2) Elétrons incidentes sobre um cristal sofrem refração devido a um potencial
atrativo de aproximadamente 15,0 V produzido por um cristal, devido aos íons na
rede cristalina. Se o ângulo de incidência de um feixe de elétrons é de 45,0° e os
elétrons têm energia incidente de 100,0 eV, determine o ângulo de refração. (2,0)
Em todas as questões, justifique todos os passos usados.
Respostas sem justificativas não serão consideradas.