Prótons de incidem em uma barreira de energia potencial de de espessura e de altura. Determine:
- O coeficiente de transmissão T.
- A energia cinética dos prótons que atravessam a barreira por efeito túnel.
- A energia cinética dos prótons que são refletidos pela barreira.
Dêuterons (partículas com a mesma carga que o próton e uma massa duas vezes maior) de incidem na mesma barreira.
Determine os valores de:
Para esse caso.
Dado:
Massa do próton
A conversão de femtometro pra metro é
Passo 1
Letra a)
O coeficiente de transmissão é dado por:
Onde
Temos:
Substituindo em :
Como ficamos com:
Passo 2
Letra b e Letra c)
A energia é conservada tanto na transmissão do próton quanto na sua reflexão.
Como o próton incidente tem uma energia de com uma energia potencial , toda sua energia é cinética.
Como a energia é conservada, o próton que atravessa a barreira terá a mesma energia total, de novo com energia potencial zero.
Assim como o próton que é refletido pela barreira.
Passo 3
Letra d)
O dêuteron tem duas vezes a massa do próton mas com mesma energia. Isso irá alterar apenas o valor de .
Substituindo no coeficiente de transmissão:
Passo 4
Letra e) e Letra f)
Novamente, a energia mecânica do dêuteron é conservada.
Assim, a energia total do dêuteron transmitido e do dêuteron refletido será igual a energia do incidente:
Como em ambos os casos a energia potencial é zero, então a energia total corresponde à energia cinética.
Resposta
Letra a)
Letra b)
Letra c)
Letra d)
Letra e)
Letra f)