P2 de Física 4 da USP - 2018

(d) Um fóton com comprimento de onda (m sendo a massa de repouso do elétron e c a velocidade da luz) incide sobre um elétron em repouso. O fóton é espalhado em uma direção perpendicular à direção de incidência. Calcule a energia cinética desse elétron em termos de m e c.

Um resistor cilíndrico de raio e comprimento transporta uma corrente (figura abaixo) e tem potência dissipada dada por O resistor irradia como um corpo negro, emitindo radiação eletromagnética apenas pela sua superfície lateral. Encontre a expressão para a temperatura na superfície lateral do resistor.

Numa célula fotoelétrica, luz de comprimento de onda e intensidade incide normalmente sobre o catodo de área A e função trabalho

(a) Qual é a máxima velocidade dos elétrons de massa m removidos do material? Despreze os efeitos relativísticos.

(b) Calcule o número N de fótons por segundo que atingem o catodo.

(c) Sabendo que apenas 5% dos fótons incidentes são absorvidos pelos elétrons (com carga determine a corrente fotoelétrica.

Um observador em repouso na plataforma de uma estação quer medir a velocidade com que um trem se afasta da mesma. Para isto ele emite uma onda eletromagnética com frequência . Um viajante dentro do trem recebe o final eletromagnético e retransmite-o de volta ao observador na plataforma. Este por sua vez mede a frequência de onda chegando do trem e constata que seu valor é Obtenha a velocidade do trem em função de e

O múon é uma partícula elementar com a mesma carga do elétron , mas com uma massa M 200 vezes maior. No modelo de Bohr para átomos hidrogenóides, o múon executa movimento circular uniforme em uma órbita estável de raio r tal que o módulo do momento angular L obedece a regra de quantização . As demais grandezas seguem das relações da mecânica clássica. Despreze os efeitos relativísticos. De posse dessa informação, determinar para cada órbita:

(a) a velocidade do múon

(b) o raio da órbita e a energia total do múon

(c) Suponha que o múon faça uma transição do nível para com emissão de um fóton. Calcule a diferença de momento angular do múon.

Uma partícula 1, com massa de repouso nula e energia total move-se ao longo do eixo x e colide com outra partícula 2, com massa de repouso m e inicialmente em repouso. Após o choque, a partícula 1 inverte seu sentido do movimento e adquire energia total enquanto a partícula 2 é espalhada formando um ângulo com o eixo x.

(a) Encontre o ângulo de espalhamento .

(b) Calcule o vetor momento linear da partícula 2 após a colisão. Expresse suas respostas apenas em função de e

(c) Determine a expressão para apenas em função de e