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Na análise do espalhamento Compton, considera-se a colisão entre um fóton incidente e u...
Na análise do espalhamento Compton, considera-se a colisão entre um fóton incidente e um elétron inicialmente em repouso no referencial do laboratório. O fenômeno é descrito pela expressão:
Δλ = (h / mₑ c)[1 − cos (θ)]
em que:
• Δλ = λf − λi é a variação do comprimento de onda do fóton (diferença entre o comprimento de onda final e o inicial);
• h é a constante de Planck;
• mₑ é a massa de repouso do elétron;
• c é a velocidade da luz no vácuo;
• θ é o ângulo de espalhamento do fóton em relação à direção inicial de propagação;
• E = hf é a energia do fóton incidente, em função da frequência f;
• p = h/λ é o módulo do momento linear do fóton.
Admite-se que:
• o elétron esteja inicialmente em repouso;
• o sistema seja isolado durante a interação;
• o tratamento do elétron após a colisão utilize a relação relativística entre energia total e momento linear.
Sabendo que a obtenção da expressão acima exige a aplicação simultânea de princípios de conservação e relações relativísticas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o conjunto mínimo e suficiente de hipóteses físicas necessárias para a dedução da equação do espalhamento Compton.
A
Conservação da energia clássica e aplicação da relação E = pc apenas para o elétron espalhado.
B
Conservação da energia e do momento linear vetorial, utilizando p = h/λ para o fóton e a relação relativística E² = (pc)² + (mₑc²)² para o elétron.
C
Conservação do momento linear apenas na direção do fóton incidente, desprezando componentes transversais.
D
Conservação da energia e do momento linear vetorial, utilizando p = E/c para o fóton e tratando a energia total do elétron após a colisão como sendo apenas sua energia cinética.
E
Conservação da energia, do momento linear e do momento angular orbital do sistema fóton-elétron.