Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 37.Problemas Adicionais - Ex. 95
Medidas de ionização mostram que um núcleo leve tem uma carga dupla () e está se movendo a uma velocidade de . O raio de curvatura da trajetória da partícula em um campo magnético de é . Determine a massa e a identidade da partícula. (Sugestões: Os núcleos leves têm um número aproximadamente igual de nêutrons (eletricamente neutros) e prótons (de carga ). Suponha que a massa dos nêutrons e dos prótons é . Veja o Problema 53.)
Passo 1
Fala galerinha, beleza? Bora resolver um probleminha sobre relatividade?
Pelo que foi apresentado no problema 53, a relação para o raio de órbita de uma partícula de carga e massa sob ação de um campo magnético é
No limite não relativístico, temos , de modo que obtemos de volta o resultado clássico. Nesse problema, temos que
Passo 2
Para achar a massa, substituímos na expressão:
Fazendo as contas:
Passo 3
Para identificar a identidade da partícula, vamos converter para unidade de massa atômica:
Assim,
Como o enunciado informou que o número de prótons é igual ao número de nêutrons, essa partícula tem 2 prótons e 2 nêutrons. Trata-se de uma partícula alfa.