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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.
Quando um fóton com comprimento de onda incide sobre uma partícula, ele emerge dessa interação formando um ângulo com sua direção inicial de movimento, e seu novo comprimento de onda é dado pela relação
,
em que 𝛼 é uma constante positiva e m é a massa da partícula.
Com base nessas informações e em seus conhecimentos sobre a propagação das ondas eletromagnéticas, assinale a alternativa correta.
A maior variação no comprimento de onda do fóton ocorre quando o ângulo é igual a 90°.
Se o ângulo é igual a 30°, o fóton emergente tem frequência menor do que a frequência inicial.
Quando = 0, a velocidade do fóton emergente é menor do que a do fóton incidente, devido à conservação da quantidade de movimento.
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.
Um fóton que emergiu perpendicularmente à sua direção inicial não sofreu mudança em sua frequência.
Alternativa A: incorreta. Para que haja a maior variação do comprimento de onda, o ângulo deve ser 180°, para que seja –1 e tenha-se , que será seu valor máximo de variação.
Alternativa B: correta. Para = 30°, tem-se , assim, tem-se um aumento no comprimento de onda, gerando uma diminuição de sua frequência.
Alternativa C: incorreta. As velocidades não podem ser diferentes, pois os fótons estão no mesmo meio.
Alternativa D: incorreta. Para = 60°, tem-se . Sendo assim, será inversamente proporcional a m. Como a massa do elétron é menor do que a do próton, o desvio para o elétron será maior do que o desvio para o próton.
Alternativa E: incorreta. A frequência será alterada, pois haverá alteração do comprimento de onda, que pode ser calculado pela equação fornecida.
Poliedro Resolve - Fuvest 2025 1ª Fase - Questão 8 História
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