Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 42.2 - Ex. 11
O raio de um núcleo pode ser determinado a partir de uma análise dos resultados do espalhamento de elétrons de alta energia pelo núcleo. (a) Qual é o comrpimento de onda de de Broglie de um elétron de 200MeV? (b) Um elétron com essa energia é apropriado para esse tipo de estudo?
Passo 1
O comprimento de onda de de Broglie é dado por:
Multiplicando e dividindo essa equação por c, temos a seguinte relação
Passo 2
Sabemos que o denominador da segunda expressão no passo 1 é dado por:
Logo, substituindo os dados do problema, obtemos:
Passo 3
Assim, sabendo que o produto das constantes hc é 1240, temos a seguinte conclusão:
Passo 4
(b) Para este tipo de estudo, o comprimento de de Broglie dos elétrons deve ser menor que o tamanho do alvo. Como o diâmetro de quase todos os núcleos é menor que 10 fm, um elétron com uma energia de 200 MeV provavelmente seria apropriado, mas talvez fosse aconselhável usar elétrons com uma energia um pouco maior.
Resposta
(a) O comprimento de onda de de Broglie é de 6,2fm.
(b) Um elétron com uma energia de 200,5 MeV não é apropriado para esse tipo de estudo.