Enunciado
Física - Eisberg e Resnick - Física quântica- Ed: 1º - Capítulo 3.Questões - Ex. 16
Mostre a relação entre a natureza não controlável do recuo Compton na experiência do microscópio de Bohr de raios e o fato de que há quatro incógnitas e apenas três equações na conservação no efeito Compton.
Passo 1
Fala galerinha, beleza?
Antes de ver a resolução dessa questão, vai dar uma olhadinha na resolução da questão 15. Lá eu mostro para você que se eu jogar um fóton em um elétron eles vão “colidir” e o movimento do elétron é alterado.
O experimento mental do microscópio foi descrito na seção 3-3 do livro. Basicamente, trata-se de jogar luz (ou seja, um fóton) para observar um elétron. Para isso, o comprimento de onda do fóton deve ser pequeno o suficiente para que ele consiga “achar” o elétron. Isso faz com que seu momento seja alto (até maior que o do elétron). Desta forma, o fóton vai interagir com o elétron, perturbando-o.
Passo 2
Mas espera um pouco: no capítulo você que viu que quando incidimos um fóton em um elétron ambos são espalhados. É o famoso efeito Compton!
O efeito Compton é deduzido considerando uma colisão entre o fóton e o elétron. Quando fazemos as contas, temos 3 equações: duas associadas a conservação do momento linear (uma para cada componente) e uma associada a conservação da energia.
Mas o problema é que temos 4 variáveis a determinar: as duas componentes da velocidade de cada partícula (fóton e elétron). Um sistema com 3 equações e 4 incógnitas não tem solução única! Várias soluções são possíveis. Aqui está a natureza não controlável que ajuda a explicar o princípio da incerteza!
Resposta
Discussão.