Questões de Concurso
Sobre teoria quântica em física
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Na virada do século XIX para o XX, experimentos sobre a natureza da luz levantaram questões fundamentais. Em 1801, Thomas Young realizou o experimento da dupla fenda, observando padrões de interferência. Em 1905, Einstein explicou o efeito fotoelétrico usando o conceito de quantum de luz. Nesse contexto, considere a situação a seguir.
Um professor preparando aula sobre natureza da luz apresenta aos alunos o seguinte experimento mental moderno: um feixe de luz de baixíssima intensidade (poucos fótons por segundo) passa por um arranjo de dupla fenda e atinge um detector de fótons sensível. O experimento é realizado por tempo prolongado, registrando a posição de chegada de cada fóton individual.
Sobre os resultados esperados deste experimento, é correto afirmar que:
Considere o poço de potencial quadrado infinito a seguir.

Resolvendo a equação de Schrödinger, independente do tempo, obtém-se a seguinte função de onda:

Qual é o valor esperado de x para o estado n = 3?
No final do século XIX, diferentes experimentos foram realizados para estudar o efeito fotoelétrico, no qual uma luz de dada frequência incide em um alvo, ejetando elétrons. Uma diferença de potencial é mantida entre o alvo e o coletor usado para recolher esses fotoelétrons, que, por sua vez, produzem uma corrente fotelétrica que é medida por um amperímetro.
Assinale a alternativa que descreve um dos resultados observados nesses experimentos.
I.A energia cinética dos elétrons ejetados da superfície metálica é independente da frequência dos fótons incidentes.
II.A frequência de corte é determinada pela função trabalho do material.
III. Não há tempo de retardo entre a absorção da luz e a emissão dos elétrons, pois os fótons são pacotes concentrados de energia e a energia é absorvida de uma vez só.
É correto o que se afirma em:
Sobre o comportamento de funções de onda de energia E sujeitas a esse potencial, assinale a afirmativa correta.
I. Este efeito prova que a luz se propaga como partícula.
II. Corresponde à emissão de um fóton pelo decaimento de um elétron do nível fundamental.
III. Indica o processo de interferência construtiva das ondas eletromagnéticas incidentes, que consegue assim “arrancar” um elétron do material.
IV. Corresponde à absorção de um fóton na frequência adequada.
Está correto o que se afirma em
Isso significa que

( ) O efeito fotoelétrico só pode ser explicado considerando a natureza quântica da luz, como proposto por Einstein.
( ) A relatividade restrita prevê dilatação do tempo e contração do espaço em velocidades próximas à da luz.
( ) A fusão nuclear controlada já é a principal fonte de energia utilizada em reatores nucleares comerciais.
A sequência correta é:
Dados: Constante de Plank (h) = 6,626 x 10 -34 kg.m2 /s Pi (ᴨ) = 3,14
Para qualquer função de onda que satisfaça a equação de Schrödinger, a energia da partícula será constante no tempo.
Se a função de onda for um autovalor da energia, então ela evolui no tempo com uma fase global imaginária, de forma que a densidade de probabilidade será constante no tempo.
A energia cinética de um próton será maior que a energia cinética de um nêutron quando ambas as partículas possuírem o mesmo comprimento de onda.
Um aumento na intensidade da onda incidente sobre uma superfície metálica fotoelétrica representa um aumento no módulo da velocidade máxima dos elétrons fotoejetados.
Considere que, ao ler esse texto, um aluno concluiu que a dualidade onda-partícula proposta por de Broglie é válida para partículas subatômicas, como os elétrons, mas não é válida para corpos macroscópicos, como um projétil de uma arma de fogo.
Essa conclusão é