Um feixe de elétrons é submetido, a partir do repouso, a uma diferença de potencial de
em um acelerador linear. Determine:
(a) A energia adquirida pelos elétrons;
(a) A energia adquirida pelos elétrons;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente descobrir a energia que os elétrons adquirem quando são acelerados por uma diferença de potencial de
. A matéria envolvida aqui é a física de partículas, especificamente sobre energia cinética e aceleração de partículas carregadas em campos elétricos. Para resolver isso, vamos precisar entender como a energia elétrica é convertida em energia cinética pelos elétrons.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que quando um elétron (ou qualquer carga) é acelerado por uma diferença de potencial
, a energia adquirida por essa partícula é dada pela fórmula:
Aqui,
é a energia adquirida,
é a carga elementar do elétron, e
é a diferença de potencial pela qual o elétron foi acelerado.
Passo 3
Sabemos que a carga do elétron,
, é aproximadamente
. No entanto, a unidade da diferença de potencial no enunciado está em megaeltrons-volts (
), que já é uma unidade de energia. Isso significa que podemos simplificar o cálculo sem precisar converter as unidades.
Passo 4
Dado que a diferença de potencial
é de
, e considerando que
(electron volt) é a energia adquirida por um elétron ao passar por um potencial de
, a energia total adquirida pelos elétrons será:
Resposta
Os elétrons adquirem uma energia de
.
Exercícios relacionados
Para um observador na Terra, a frequência da luz emitida por uma estrela é deslocada do azul em
, ou seja,
.
(a) Indique se a estrela está se afastando ou se paroximando da Terra;
(a) Indique se a estrela está se afastando ou se paroximando da Terra;
Dois foguetes
e
, com o mesmo comprimento próprio 90 m , se aproximam um do outro, ao longo da mesma direção. Segundo o astronauta de
, a frente do foguete de
leva
para passar inteiramente pelo foguete
. Determine, para o astronauta em
:
(a) O intervalo de tempo que a frente de leva para cruzar o foguete
;
(a) O intervalo de tempo que a frente de
O méson
(káon neutro) é uma partícula eletricamente neutra, de massa igual a
, que decai em dois píons carregados
segundo
Esses píons tem cargas elétricas de mesmo valor absoluto, sinais contrários e mesma massa, igual a
. Determine as energias e as velocidades dos píons no referencial do káon.
Em 1895, Paschen propôs para a função
a forma
onde
e
são constantes e
. Mostre que, a memos que
, esta lei de Paschen é irreconciliável com a lei de Stefan-Boltzmann.