Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 23.Exercícios - Ex. 86
ANÁLISE DE MATERIAIS COM ÍONS. A espectrometria de retrodispersão de Rutherford (RBS, do inglês Rutherford backscattering spectrometry) é uma técnica utilizada para determinar a estrutura e a composição dos materiais. Um feixe de íons (geralmente íons de hélio) é acelerado a uma alta energia e apontado para uma amostra. Ao analisar a distribuição e a energia dos íons que estão dispersos em relação aos (ou seja, foram desviados por colisões com os) átomos presentes na amostra, os pesquisadores podem determinar a composição da amostra. Para acelerar os íons de alta energia, um acelerador eletrostático tandem pode ser
usado. Nesse dispositivo, os íons negativos () inicialmente possuem um potencial e são acelerados por uma alta tensão positiva, no ponto médio do acelerador. A alta tensão produz um campo elétrico constante no tubo de aceleração, através do qual os íons se deslocam. Quando os íons acelerados atingem o ponto médio, os elétrons são removidos, transformando os íons negativos em íons duplamente carregados positivamente (). Estes íons positivos são, então, repelidos do ponto médio pela alta tensão positiva nesse ponto e continuam acelerando até o final do acelerador, onde novamente .
A tensão máxima no centro de um acelerador eletrostático tandem típico é de . Se a distância de uma extremidade do tubo de aceleração até o ponto médio é de , qual é o
módulo do campo elétrico médio no interior do tubo sob estas condições? ; ; ; .
Passo 1
Vem comigo que a gente resolve essa juntos!
Para encontrar esse campo médio, podemos usar a seguinte equação que relaciona o campo e o potencial.
Então temos que:
Passo 2
Substituindo os valores de tensão e distância que temos.
Logo a única alternativa correta é a letra .