Questões de Concurso
Sobre teoria quântica em física
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Considere um gás de fótons em equilíbrio contido em uma caixa cúbica de volume L3 .
Calcule o número de modos normais permitidos de frequência ω no intervalo dω.
Considere um experimento idealizado do tipo Stern-Gerlach, no qual um feixe de átomos de hidrogênio no estado fundamental se move horizontalmente e de forma perpendicular a um campo magnético vertical não-uniforme, cujo gradiente constante é dado por 160 T/m. Admita que o momento magnético efetivo do elétron no átomo seja igual a um magneton de Bohr, 9,27 x 10−24 J/T, e que os átomos atravessam uma região de comprimento horizontal de 200 cm com velocidade constante e igual a v = 1,2 x 105 m/s.
Desprezando a ação da gravidade, determine a separação total entre as duas manchas na tela ao final do percurso horizontal.
O múon negativo é uma partícula elementar com carga igual à do elétron e uma massa 207 vezes maior. Um próton pode capturar um múon negativo para formar um átomo “mésico” hidrogenóide.
Assumindo um núcleo não-estacionário, o potencial de ionização desse átomo mésico é de
Na questão, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2, densidade da água = 1,0 g/cm3 , o módulo da carga do elétron = 1,6 x 10−19 C, massa do próton = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron = 1,7 x 10−27 kg = 1,009 u, massa do elétron = 9,1 x 10−31 kg, π = 3,14, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB = 1,4 x 10−23 m2kgs−2K −1 = 8.6 x 10−5 eVK−1, constante eletrostática = 9 x 109 kg m3 s −2C −2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, constante da gravitação universal G = 6,67 x 10−11 Nm2 /kg2 , 1 u = 931,5 MeV, energia de repouso do próton = 938.3 MeV, energia de repouso do nêutron = 939,6 MeV, energia de repouso do elétron = 0,52 MeV, massa do deutério = 2,014u, massa do hélio-3 = 3,016u, massa 40K = 39,9640u, massa de 40Ar = 39,9624u, constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,67 x 10−8 Wm−2K −4, raio de Bohr para o hidrogênio = 0,5 x 10−10 m.
Qual é o valor de λ em metros?
, é proporcional a: 
, deve: 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?
Dado: constante de Wien = 3 × 10–3 m.K.
(David Halliday, Robert Resnick e Jearl Walker. Fundamentos de Física. Vol. 4)
Este fenômeno previsto pela física quântica é chamado de efeito
Considere: h a constante de Planck e ħ = h/2π
Considere: x a posição, t o tempo, m a massa da partícula, p o momento e V o potencial ao qual a partícula está submetida.
Dados: EK = energia de ligação do elétron orbital que é ejetado na interação e m0c2 = energia de repouso do elétron
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