A respeito de estrutura atômica, é correto afirmar que 

Analise a figura a seguir referente ao diagrama de energia (n) de um elétron.

Assinale a opção que contém a transição de energia que apresenta maior comprimento de onda do fóton emitido.

Um elétron em um átomo de hidrogênio encontra-se inicialmente no estado excitado, com número quântico principal n = 3. Esse elétron realiza uma transição espontânea para o nível n = 2. Esse evento ocorre em um compartimento blindado, no qual a espessura do anteparo é de 20 cm, com perfurações circulares, de diâmetro igual a 650 nm. Diante do exposto, determine a energia cinética liberada, e se essa radiação conseguirá sair do compartimento, assinale a seguir a opção correta.

Dados:

1 eV = 1,602 × 10^-19 J

c = 3x10⁸ m/s

h = 6,63 x 10^-34 J.s

Uma superfície metálica que possui função trabalho de 4 eV é submetida à incidência de uma radiação de comprimento de onda igual à metade do comprimento de onda de corte para observação do efeito fotoelétrico. Sabe-se que a frequência de corte é 1,5 x 10¹⁵ Hz. O valor máximo possível da energia cinética dos fótons emitidos é:

Dados:

1 eV = 1,6 × 10^-19J

h = 6,63 x 10^-34 J.s

A radiologia intervencionista é uma subespecialidade médica que utiliza métodos de imagem (tomografia, ultrassom, angiografia) para guiar instrumentos minimamente invasivos (cateteres, agulhas) no tratamento de diversas doenças, evitando cirurgias abertas. Ao realizar um procedimento de radiologia intervencionista em um arco cirúrgico, o técnico em radiologia deve adotar medidas para reduzir a radiação dispersa. No que tange à física das radiações, é CORRETO afirmar que o efeito Compton é o principal responsável por este espalhamento pois:

A estrutura atômica moderna é descrita por modelos que consideram a natureza dual do elétron e a probabilidade de sua localização em regiões específicas ao redor do núcleo. No que diz respeito às propriedades das partículas subatômicas e aos números quânticos que definem o estado de um elétron, assinale a alternativa correta.

A física do estado sólido estuda as propriedades macroscópicas da matéria sólida a partir de suas interações atômicas, permitindo o desenvolvimento da eletrônica moderna. Sobre a teoria de bandas e semicondutores, assinale a alternativa CORRETA.

A física moderna revolucionou a compreensão do espaço, tempo e matéria no início do século vinte, introduzindo conceitos que desafiam a intuição clássica.

Considerando a relatividade restrita e a mecânica quântica, analise as afirmativas a seguir:

I. De acordo com a relatividade restrita, a velocidade da luz no vácuo é a mesma para todos os observadores, independentemente do movimento relativo da fonte.

II. O Princípio da Incerteza de Heisenberg estabelece que é possível medir simultaneamente com precisão infinita a posição e o momento linear de uma partícula subatômica.

III. O efeito fotoelétrico demonstra a natureza corpuscular da radiação eletromagnética, onde a luz interage com a matéria através de pacotes discretos de energia chamados fótons.

Está correto o que se afirma em: 

Assinale a alternativa correta sobre a dualidade onda-partícula.

No modelo atômico de Bohr, a energia do elétron no nível n é quantizada segundo E_n = −13,6/n² eV. Considere que um elétron realiza uma transição do nível n = 3 para o nível n = 1, emitindo um fóton. Esse fóton incide sobre uma placa metálica cuja função trabalho é Φ = 4,50 eV. Considere a constante de Planck como h e a velocidade da luz como c e analise as assertivas abaixo:

I. A energia do fóton emitido é de 12,09 eV.
II. A energia cinética máxima dos fotoelétrons emitidos é de 7,59 eV.
III. Se a transição ocorresse do nível n = 2 para o nível n = 1, o fóton ainda teria energia suficiente para ejetar elétrons do metal.

Quais estão corretas? 

Em muitos experimentos de estrutura cristalina, podemos usar tanto nêutrons térmicos quanto raios X para estudar a mesma rede cristalina. A condição de espalhamento elástico por um plano cristalino é dada pela lei de Bragg. Se quisermos que raios X sejam difratados exatamente no mesmo ângulo de Bragg que um feixe de nêutrons térmicos, então eles devem ter o mesmo comprimento de onda que os nêutrons para a mesma ordem. Um feixe de nêutrons térmicos com energia cinética 0,05 eV é usado em um experimento de espalhamento em um cristal de cloreto de sódio com separação de rede d = 2,8 Å. Então, a energia dos raios X monoenergéticos que passariam por uma reflexão de Bragg de primeira ordem no cristal de cloreto de sódio no mesmo ângulo de Bragg ϕ é de aproximadamente

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

Em um experimento específico de espalhamento de Compton, descobriu-se que o comprimento de onda incidente λ é deslocado em 5% por cento quando o ângulo de espalhamento é de 120°.
Qual é o valor de λ em metros?

No espalhamento de elétrons de baixa energia por átomos de gases nobres, observa-se que, para certas energias, o gás se torna quase transparente aos elétrons. Esse fenômeno é explicado quanticamente através do modelo de poço de potencial, no qual a condição para transmissão máxima - ressonância - ocorre quando a largura a do poço e o número de onda k dentro dele satisfazem aproximadamente:

A transferência de momento angular de uma onda eletromagnética circularmente polarizada para um material absorvedor demonstra que cada fóton transporta, na direção de sua propagação, um momento angular igual a:

A probabilidade de transmissão, de coeficiente de transmissão T, de uma partícula de massa m e energia E através de uma barreira de potencial retangular de altura V > E e largura a, no limite de uma barreira espessa ka >> 1, onde k = , é proporcional a:

.Se a incerteza na posição Δx de uma partícula é reduzida à metade, a incerteza mínima no seu momento Δp, de acordo com o Princípio de Heisenberg , deve:

No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, os estados estacionários são selecionados através da quantização de uma grandeza física clássica, que é o:

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: