Gabarito disponível
Um feixe de raios X com comprimento de onda λ=h/mc, onde h é a constante de Planck, m a massa do elétron e c a velocidade da luz, é espalhado por um elétron inicialmente em repouso, sendo detectado a um ângulo de 60° com a direção de incidência. Sendo assim, pode-se afirmar que a energia cinética adquirida pelo elétron após o espalhamento é:
Resolução comentada
K = mc²/3.
Com λ = h/mc (comprimento de onda Compton), Δλ = λc(1 − cos60°) = λc/2, então λ' = 1,5 λc. A energia do fóton passa de mc² para mc²/1,5 = 2mc²/3. A energia cinética do elétron é a diferença: mc² − 2mc²/3 = mc²/3.
Análise das alternativas
B) É a energia do fóton espalhado, não a do elétron. C) É a energia inicial do fóton. D) e E) excedem a energia disponível do fóton, o que é impossível.
Referência: Física Moderna – Espalhamento Compton.
Resolução comentada do VaiConcursos.