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O efeito Compton, descoberto na década de 1920, é hoje amplamente utilizado durante tratamentos radioterápicos. O efeito relaciona-se à mudança no comprimento de onda de fótons de raios X quando interagem com partículas como elétrons ou prótons, conforme ilustrado na figura a seguir.
Com base nessas informações e em seus conhecimentos sobre a propagação das ondas eletromagnéticas, assinale a alternativa correta.
(A) A maior variação no comprimento de onda do fóton ocorre quando o ângulo ? é igual a 90°.
(B) Se o ângulo ? é igual a 30°, o fóton emergente tem frequência menor do que a frequência inicial.
(C) Quando ? = 0, a velocidade do fóton emergente é menor do que a do fóton incidente, devido à conservação da quantidade de movimento.
(D) Se o ângulo ? é igual a 60°, a variação no comprimento de onda do fóton é menor se a partícula for um elétron do que se a partícula for um próton.
(E) Um fóton que emergiu perpendicularmente à sua direção inicial não sofreu mudança em sua frequência.
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Vamos analisar cada uma das alternativas em relação ao efeito Compton e à interação de fótons com partículas como elétrons e prótons: (A) A maior variação no comprimento de onda do fóton ocorre quando o ângulo ? é igual a 90°. - Esta afirmação é verdadeira. A maior mudança no comprimento de onda ocorre quando o fóton é espalhado a 90°, pois a mudança é máxima nesse ângulo. (B) Se o ângulo ? é igual a 30°, o fóton emergente tem frequência menor do que a frequência inicial. - Esta afirmação é falsa. Embora haja uma mudança no comprimento de onda, a frequência do fóton não necessariamente diminui a 30°; depende da quantidade de energia transferida. (C) Quando ? = 0, a velocidade do fóton emergente é menor do que a do fóton incidente, devido à conservação da quantidade de movimento. - Esta afirmação é falsa. A velocidade do fóton, independentemente de sua interação, continua sendo a velocidade da luz no vácuo. (D) Se o ângulo ? é igual a 60°, a variação no comprimento de onda do fóton é menor se a partícula for um elétron do que se a partícula for um próton. - Esta afirmação é verdadeira. A variação no comprimento de onda é maior quando o fóton interage com uma partícula mais massiva, como um próton. (E) Um fóton que emergiu perpendicularmente à sua direção inicial não sofreu mudança em sua frequência. - Esta afirmação é falsa. Mesmo que o fóton emerja perpendicularmente, ele ainda sofre uma mudança em seu comprimento de onda e, consequentemente, em sua frequência. Após essa análise, a alternativa correta é a (A) A maior variação no comprimento de onda do fóton ocorre quando o ângulo ? é igual a 90°.

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