110. A difração da radiação eletromagnética por átomos e moléculas ocorre quando o comprimento de onda da radiação eletromagnética é da mesma ordem de grandeza da partícula que causa a difração-neste caso, átomos ou moléculas. (a) Usando 2,0 × 10 2   p m como o diâmetro de um átomo, determine que tipo (s) de radiação eletromagnética pode (m) dar origem à difração quando passa por uma amostra de átomos ou moléculas. Feixes de elétrons e nêutrons podem também ser usados em experimentos de difração devido a suas altas velocidades e à relação de de Broglie. Calcule a velocidade (b) de um elétron e (c) de um nêutron necessária para gerar comprimentos de onda comparáveis ao diâmetro do átomo.

Passo 1

Letra (a)

De acordo com De Broglie, o comprimento de onda associado à onda da matéria é inversamente proporcional à massa da partícula, m, velocidade v é a seguinte:

λ = h m v

Dado o comprimento de onda da radiação 2,0 × 10 2 p m , podemos afirmar que as radiações dadas pertencem aos raios X da radiação eletromagnética.

Passo 2

Letra (b)

Calcular a velocidade do elétron é a seguinte:

v = h m λ

v = 6,626 × 10 - 34 ( 9,109 × 10 - 31 × 2 × 10 - 10 )  

v = 3,657 × 10 6 m . s - 1

Passo 3

Letra ©

Para a velocidade do nêutron temos o seguinte:

v = h m λ

v = 6,626 × 10 - 34 ( 1,6749 × 10 - 27 × 2 × 10 - 10 )  

v = 1,9780 × 10 3 m . s - 1

Resposta

  1. Raio X
  2. v = 3,657 × 10 6 m . s - 1
  3. v = 1,9780 × 10 3 m . s - 1
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