Origem do Exercício
Um fóton de frequência e comprimento de onda colide com um elétron livre que se move inicialmente com velocidade , em relação a um referencial inercial.
Após a colisão, o elétron passa a se mover com velocidade , tal que . Nessas circunstâncias, o fóton espalhado possui frequência e comprimento de onda . Pode-se afirmar que:
- e
- e
- e
- e
- e
Passo 1
Se a velocidade final do elétron é menor que a sua velocidade antes da colisão, vamos ter que ele perdeu parte de sua energia cinética.
Como energia não pode se perder no nada, e o elétron não teve um aumento na sua massa (sua energia de repouso continua a mesma, o que faz com que sua energia total tenha diminuido), então essa energia foi ganha pelo fóton.
A energia do fóton antes da colisão é dada por:
Que pode ser reescrita como:
Já que o fóton ganhou energia, então temos que:
A opção correta então é a letra d).
Resposta
Letra d)
e