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FFFiiisss 111333222 ––– MMMééétttooodddooosss dddeee GGGeeeooofffííísssiiicccaaa NNNuuucccllleeeaaarrr –––PPPrrrooovvvaaa111 Universidade Federal da Bahia - Instituto de Física Departamento de Física da Terra e do Meio Ambiente 1 a Prova de FIS 132 – Métodos de Geofísica Nuclear Professor: Alexandre Barreto Costa Data:____/____/_____ Constantes: c = 3,00 × 10 8 m s –1 e = 1,60× 10 –19 C ou J/eV NA = 6,02 × 10 23 átomo mol –1 h = 6, 62× 10 –34 J s 1/(4πεo) = 9,00 × 10 9 m F –1 R=1,097x10 7 m -1 me = 9,11 × 10 –31 kg 511,00 keV 1 u.m.a. = 1,660538782 × 10 –27 kg equivale a () 931,4943 MeV mH = 1,6735 × 10 –27 kg = 1,007825035 u.m.a. 938,7833 MeV mn = 1,6749 × 10 –27 kg = 1,008664704 u.m.a. 939,5654 MeV mHe= 6,6465 × 10 –27 kg = 4,0026032 u.m.a. 3.728,402 MeV mD=3,3484× 10 –27 kg=2,0141018 u.m.a. 1.876,124 MeV Aluno:_____________________________________________________ Nota:________ 1 a Questão (2,0)- Uma partícula α (42He +2 ) com uma energia cinética de 4,80MeV, incide num alvo de irídio (Z=77), e sendo espalhada com um ângulo de 30 º . Neste percurso, ela expulsa um elétron orbital do alvo, que emite um Raio-X na linha Lα. Com base nestes dados determine: a) A distância de maior aproximação do núcleo e o parâmetro de impacto para este ângulo de espalhamento (1,0); b) A energia e o comprimento de onda do raio-X emitido (1,0). 2 a Questão (2,0)-Num espectrômetro de massas um fluxo de gás nitrogênio (N2) é ionizado com carga e + , acelerado por uma diferença de potencial, passando por um seletor de velocidades de E=9,00x10 4 N/C e B=0,450T. Saindo do seletor ele entra em um campo magnético perpendicular ao fluxo de módulo B’=0,250T. a) Calcule a velocidade dos íons e os raios das trajetórias para as massas 28 ( 14 N 14 N) e 29 ( 14 N 15 N) do N2 (1,0); b) Supondo B=0,450T Calcule o valor do campo elétrico “E” e a diferença de potencial aplicada para que os íons do gás hélio ( 4 He + ) tenham velocidade para entrar no coletor de massa 28 do N2, considerando B’ constante (1,0). Dados: 14 N= 2,33 x10 -26 kg; 15 N= 2,49 x10 -26 kg; 4 He= 6,6465 x10 -27 kg. 3 a Questão (3,0)- Um feixe de raios-X, com energia correspondente ao comprimento de onda de corte de tubo de raios-X de 60kV incidem sobre um bloco de carbono. Os fótons Compton espalhados são observados num ângulo de 75º com a direção do feixe incidente. a) Os comprimentos de onda e as energias dos fótons incidentes e espalhados e, a energia e o ângulo de recuo do elétron (2,0); b) O feixe espalhado, de intensidade, incide com uma intensidade I0=20.000contagen/s numa chapa de estanho, que possui um coeficiente de absorção μ=0,40cm-1 para esta energia. Calcule a espessura da chapa para que 99% da intensidade inicial seja absorvida (1,0). 4 a Questão (3,0)- Raios-x característicos do tipo Kβ de um tubo de ânodo de antimônio (Z=55), refletem-se num cristal com um ângulo de incidência de 10°. a) Determine a distância interplanar do cristal, sabendo que para este ângulo de incidência que ocorre um máximo de 2ª ordem (2,0); b) Um fóton incidente de energia 9,60x10 -19 J, proveniente de espalhamento no tubo de raios-X, incide numa superfície de Sódio (w0= 2,28 eV). Ache a energia cinética do fotoelétron espalhado. O fóton incidente teria energia suficiente para ejetar um fotoelétron da platina, cuja função trabalho é 6,35 eV?Explique (1,0). Boa sorte! FFFiiisss 111333222 ––– MMMééétttooodddooosss dddeee GGGeeeooofffííísssiiicccaaa NNNuuucccllleeeaaarrr –––PPPrrrooovvvaaa111 Fórmulas úteis: Boa sorte!!! )v( BEqF rrrr ×+= '' v Bq p Bq m R == B E =v Vqm .v 2 1 2 = )2/ 2 2 0 v(4 1 M zZe D πε = D b2 2 cotg = θ += 2 1 1 2 θ sen D R m,102,426 )cos1( 12- 0 0 , ×== −+= cm h cm h cλ θλλ )/)(cos1(1 )/)(cos1( 2 0 2 0 cmh cmh hE o o oc νθ νθ ν −+ − = φ νθ tg cm h g += 2 0 01 2 cot 0 x eII μ−= 2,3,...n 1 1 1 )1(6,13 22 2 = −−= n ZeVh Kν 3,4,...n 1 2 1 )4,7(6,13 22 2 = −−= n ZeVh Lν )10( 1024,1 9 3 m V corte −× × =λ 1,2,3,...)=( = nnλdsenθ2 −−= 22 2 11)( if nn bZcRν 0max whvEc −= Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) http://www.tcpdf.org
