lista fisica

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE FÍSICA
Departamento de Física
1º semestre de 2004
DISCIPLINA: A Física do Século XX-A
TURMA B

LISTA DE PROBLEMAS No. 5

Efeito Compton

Informações básicas: A interpretação ondulatória da luz prediz que, quando radiação eletromagnética é espalhada por uma partícula carregada, a radiação espalhada tem a mesma freqüência da radiação incidente, independentemente da direção de observação. Neste caso, a onda incidente, com freqüência , provoca oscilação nos elétrons de um material-alvo, oscilação esta que tem a mesma freqüência da radiação incidente, ou seja, , levando os elétrons espalhados a terem o mesmo comprimento de onda do raio-X incidente e a irradiarem na mesma freqüência de oscilação destes.Os fótons emitidos neste processo de radiação teriam então comprimentos de onda idênticos ao comprimento de onda incidente.

Resultados Experimentais: Arthur Holly Compton realizou, em 1923, uma experiência em que um feixe de raios-X, de comprimento de onda , colidia com um alvo de grafite, como mostra a figura 1. A figura 2 mostra os resultados experimentais correspondentes. Note-se que estes resultados mostram que, exceto no caso de ângulo de espalhamento nulo, os raios-X têm picos de intensidade em dois comprimentos de onda, um que corresponde ao comprimento de onda incidente, , e outro, de comprimento de onda ', maior do que  (e portanto de freqüência menor), representada esta diferença por , o deslocamento Compton. Note-se da figura que o deslocamento Compton aumenta à medida em que o ângulo de espalhamento aumenta. Os resultados experimentais mostram assim que a onda espalhada tem a mesma freqüência da onda incidente apenas no caso em que o ângulo de espalhamento é nulo. Nos demais casos, a onda espalhada apresenta comprimento de onda maior e freqüência menor do que a da onda incidente, resultado este que depende do ângulo de espalhamento. Esta experiência, que não pode ser