P2 de Física 4 da UFRJ - 2009.2

Uma superfície metálica iluminada por uma luz de frequência igual a emite elétrons com energia cinética máxima igual a .

A mesma superfície é iluminada por uma luz de frequência igual a . Nesse caso, a energia cinética máxima dos fotoelétrons vale .

Com esses dados, calcule:

A constante de Planck .

A função trabalho do material.

Os raios gama produzidos por aniquilações e por núcleos radioativos também apresentam um espalhamento Compton considerável.

Suponha que um fóton de energia igual a , produzido pela aniquilação de um elétron e um pósiton sofra espalhamento por elétron livre e que o ângulo de espalhamento seja . Calcule:

O comprimento de onda do fóton incidente.

A energia do fóton espalhado.

A energia do elétron após o espalhamento.

Um múon possui uma carga elétrica igual à carga do elétron, porém sua massa é vezes maior do que a massa do elétron.

Considere um átomo semelhante ao átomo de hidrogênio constituído por um próton e um múon.

Calcule a energia do estado fundamental.

Calcule o comprimento de onda eletromagnética emitida na transição de nível para .

Calcule o momento linear do fóton emitido na transição do item anterior.

Um partícula de massa de repouso igual a e energia cinética igual a ( o projétil ) colide com outra partícula ( o alvo ) que está inicialmente em repouso. A massa do alvo vale .

Após a colisão, as duas partículas ficam unidas, formando uma terceira partícula.

Calcular:

A energia inicial do sistema projétil + alvo.

O valor do momento linear inicial do sistema projétil + alvo.

A velocidade final da terceira partícula resultante da colisão.

A massa de repouso da terceira partícula.