Questões de Física - Teoria Quântica para Concurso

As polarizações circular, elíptica e linear, do ponto de vista clássico, são descritas a partir do comportamento espaço-temporal da amplitude de uma onda eletromagnética. A descrição dos estados de polarização sob o ponto de vista dos fótons com momento angular L, momento linear p e vetor de onda k diz que a luz no estado de polarização P é representada pela superposição coerente de iguais quantidades de fótons em dois estados de polarização, R e L, respectivamente, resultado da

O oscilador harmônico é de fundamental importância para a física porque, virtualmente, todo movimento oscilatório com pequena amplitude de oscilação pode ser analisado na aproximação de osciladores harmônicos. Do ponto de vista da Física Clássica, esse problema surge quando se analisa movimentos governados pela Lei de Hooke com a partícula presa a um potencial obedecendo a uma função parabólica. A solução clássica é dada pela combinação linear de funções trigonométricas periódicas. O problema do oscilador harmônico quântico apresenta uma forma alternativa de solução desse problema. Essa solução parte da definição de um operador que permite que se descreva o espectro de energia e funções de onda associada, sem a necessidade de resolver a equação de Schödinger. A formulação matemática desse operador permite, inclusive, que facilmente se estenda para outros problemas mais complexos. Como é denominado esse operador?

A tabela 1 mostra cinco níveis de energia do átomo de hidrogênio.


Considere a velocidade da luz no vácuo: c = 3 × 10⁸ m/s e a Constante de Planck: h = 6,6 × 10^–34 J·s = 4,1 × 10^–15 eV·s .
A linha H_β (comprimento de onda de 486,1 nm) do espectro de emissão do átomo de hidrogênio corresponde a uma transição entre os níveis:

Um elétron, de massa m e carga q = -e, devido à atração coulombiana, fica em órbita circular ao redor de um próton em repouso. A massa e a carga do próton valem, respectivamente, M e Q = +e. De acordo com o modelo de Bohr, o elétron só pode ocupar órbitas nas quais o seu momento angular obedeça a equação abaixo: L = n h/2π onde h é chamada “constante de Planck” e n é um número inteiro (n = 1, 2, 3, ...), conhecido como “número orbital”. Adote k como a constante eletrostática do vácuo, v a velocidade do elétron e sua órbita e R o raio da órbita do elétron. Considerando-se o elétron na n-ésima órbita, ou seja, na órbita caracterizada pelo número orbital de valor genérico n, e desprezando-se a interação gravitacional entre o elétron e o próton, determine a energia total do sistema.

Um átomo excitado pode emitir energia na forma de radiação eletromagnética. Analise as informações abaixo em relação a este fenômeno: I) Para que haja emissão de energia, é preciso que um dos elétrons seja arrancado do átomo. II) Para que haja emissão de energia, um dos elétrons tem que se deslocar para um nível de energia mais baixo. III) A frequência da energia emitida só depende da órbita do elétron. Assinale a alternativa CORRETA: