lista 8 - relatividade, física quântica, partículas

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8ª. Lista de Exercícios de Física IV Relatividade, Quântica e Física de Partículas 1. Uma espaçonave cujo comprimento de repouso é 130m passa por uma base espacial a uma velocidade de 0,74c. Qual é o intervalo de tempo registrado pelos tripulantes da base entre a passagem da proa e a passagem da popa da espaçonave? 2. Uma esquadrilha de espaçonaves com 1 ano-luz de comprimento próprio está se movendo com uma velocidade de 0,8c em relação a uma base espacial. Uma nave mensageira viaja da retaguarda à vanguarda da esquadrilha com uma velocidade de 0,95c em relação a base espacial. Quanto tempo leva a viagem (a) no referencial da nave mensageira? (b) no referencial da esquadrilha? (c) no referencial da base espacial? 3. Determine o valor de K (energia cinética), E (total) e p (em GeV/c) para um próton que está se movendo a uma velocidade de 0,99c. Determine, também, o valor de K (energia cinética), E (total) e p (em MeV/c) para um elétron que está se movendo a uma velocidade de 0,99c. 4. Mostre que E/E , a perda relativa de energia de um fóton em colisão com uma partícula de massa m, é dada por: = 2 (1 − ) Onde E é a energia do fóton incidente, f’ é a frequência do fóton espalhado, e é o ângulo de espalhamento. 5. Para ejetar um elétron do sódio é necessário, pelo menos, uma energia de 2,28eV. O efeito fotoelétrico será observado se uma luz vermelha de 680nm incidir sobre o Sódio? Justifique quantitativamente a sua resposta. 6. Um fóton com um comprimento de onda 121,6nm é emitido por um átomo de hidrogênio. Quais os números quânticos que participaram desta transição? A que série pertence essa transição? 7. Mostre, analisando uma colisão entre um fóton e um elétron livre (usando a mecânica relativística) que é impossível um fóton transferir toda a sua energia para o elétron e, portanto, desaparecer.

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Física 4 - Lista 8 - Prof Gerson Pech

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  • 8. Lista de Exerccios de Fsica IV

    Relatividade, Quntica e Fsica de Partculas

    1. Uma espaonave cujo comprimento de repouso 130m passa por uma base espacial a

    uma velocidade de 0,74c. Qual o intervalo de tempo registrado pelos tripulantes da base

    entre a passagem da proa e a passagem da popa da espaonave?

    2. Uma esquadrilha de espaonaves com 1 ano-luz de comprimento prprio est se

    movendo com uma velocidade de 0,8c em relao a uma base espacial. Uma nave

    mensageira viaja da retaguarda vanguarda da esquadrilha com uma velocidade de 0,95c

    em relao a base espacial. Quanto tempo leva a viagem (a) no referencial da nave

    mensageira? (b) no referencial da esquadrilha? (c) no referencial da base espacial?

    3. Determine o valor de K (energia cintica), E (total) e p (em GeV/c) para um prton que

    est se movendo a uma velocidade de 0,99c. Determine, tambm, o valor de K (energia

    cintica), E (total) e p (em MeV/c) para um eltron que est se movendo a uma

    velocidade de 0,99c.

    4. Mostre que E/E , a perda relativa de energia de um fton em coliso com uma partcula

    de massa m, dada por:

    =

    2(1 )

    Onde E a energia do fton incidente, f a frequncia do fton espalhado, e o

    ngulo de espalhamento.

    5. Para ejetar um eltron do sdio necessrio, pelo menos, uma energia de 2,28eV. O

    efeito fotoeltrico ser observado se uma luz vermelha de 680nm incidir sobre o Sdio?

    Justifique quantitativamente a sua resposta.

    6. Um fton com um comprimento de onda 121,6nm emitido por um tomo de hidrognio.

    Quais os nmeros qunticos que participaram desta transio? A que srie pertence essa

    transio?

    7. Mostre, analisando uma coliso entre um fton e um eltron livre (usando a mecnica

    relativstica) que impossvel um fton transferir toda a sua energia para o eltron e,

    portanto, desaparecer.

  • 8. Voc est jogando futebol em um universo no qual a constante de Planck vale 0,6 J.s.

    Qual a indeterminao da posio de uma bola de 0,5Kg que foi chutada com uma

    velocidade de 20m/s se a indeterminao na velocidade de1m/s.

    9. Refaa a resoluo da equao de Schrdinger para o poo de potencial infinito para

    determinar: (a) a funo de onda do eltron e; (b) as energias quantizadas.

    10. Normalize a funo de onda do item (a) do problema acima para determinar a constante

    que aparece nessa funo.

    11. As composies do prton e do nutron, em termos de quarks, so uud e udd,

    respectivamente. Quais so as composies (a) do antiprton? e (b) do antineutron?

    Ateno: verifique as cargas totais das partculas.

    12. Quais so os Postulados da Teoria da Relatividade Especial formulada por Einstein?

    13. Por que foi necessrio construir o Modelo Padro (modelo de quarks) em que prtons e

    nutrons no so as partculas elementares (indivisveis)?