Enunciado

Elétrons cuja energia é de 1000   M e V são espalhados por um alvo contendo núcleos de 79 A u .

A – Use os resultados da figura 15-16 para encontrar o raio para o qual a densidade de carga nuclear é igual à metade do seu valor no interior.

B – Utilize então o valor desse raio para predizer aproximadamente qual a separação angular entre dois mínimos adjacentes da figura de difração que é observada no espalhamento.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!!

A – Vamos lá, consultando a figura 15-16, um gráfico da densidade de carga em função da distância do centro de para descobrir que sua carga nuclear é o núcleo de vários núcleos, quando examinamos a curva de densidade do 79 A u é a metade do valor interno em um raio de cerca de 6,5   F .

Passo 2

B – Para elétrons com a energia cinética K igual a 1000   M e V , entende-se que o K é muito maior do que a energia da massa de repouso do elétron de 0,511   M e V , então aproximando a energia total E do elétron apenas por sua energia cinética e tratando como um fóton (no caso, como um limite relativístico), então temos:

E ≈ K

Dividindo a energia total do elétron pela velocidade da luz, e com isso, calcular o momento relativístico

p = E c

Agora, vamos usar a relação de De Broglie do comprimento de onda, que é igual a:

λ = h p

Substituindo na equação do momentum, nós obtemos a seguinte configuração:

λ = h E / c = h c E

Chegamos a um ponto interessante, obtemos uma relação para o comprimento de onda, mas o enunciado nos pede a separação angular, então como encontrar essa bagaça? Então, existe uma relação entre separação angular e o comprimento de onda, que é dada por:

θ ≈ λ r '

Substituindo isto na equação, nós temos:

θ ≈ h c E r ' ≈ h c E 1 r '  

Passo 3

Substituindo os termos para a equação, nós temos:

E = 1000   M e V

r ' = 6,5   F

c = 2,998 × 10 8   m / s

h = 6,626 × 10 - 34   J ∙ s

Com isso, vamos calcular o θ :

θ ≈ 6,626 × 10 - 34 J ∙ s 2,998 × 10 8 m s 1000   M e V 1,602 × 10 - 13 J M e V 1 6,5   F 10 - 15 m F = 0,19   r a d

Convertendo isso para graus, nós temos:

θ ≈ 0,19   r a d 180 ° π   r a d ≈ 11 °

Portanto, a separação angular de mínimos adjacentes do padrão de difração de elétrons espalhados é de aproximadamente 11° graus.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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