Questões de Concurso
Sobre teoria quântica em física
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O espectro deste tipo de radiação é conhecido como
Sobre a dualidade onda-partícula, avalie as afirmações a seguir.
I – O padrão de máximos e mínimos gerados pela interferência de um feixe de luz com um objeto gera a difração, fornecendo a evidência mais contundente de que a radiação eletromagnética se comporta como partícula.
II – Um cristal é capaz de difratar um feixe de elétrons a partir do seu arranjo regular dos átomos, dando suporte ao caráter ondulatório do elétron.
III – A colisão de um fóton com energia suficiente promove a ejeção imediata de um elétron, proporcionando suporte ao caráter de partícula da radiação eletromagnética.
IV – A energia cinética do elétron ejetado no efeito fotoelétrico aumenta linearmente com a frequência da radiação incidente, dando suporte ao comportamento ondulatório da radiação eletromagnética.
Está correto apenas o que se afirma em
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, 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 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.
Dessa maneira, quais números quânticos são possíveis para o terceiro elétron (2s1), se o átomo estiver no estado fundamental?
Os níveis de energia do átomo de hidrogênio no modelo de Bohr estão representados nessa figura, obtidos para cada nível 𝑛 (dito estado quântico) a partir da expressão: 𝐸𝑛 = −𝑍2 , onde: 𝐸0 = 13,6 𝑒𝑉 e 𝑛 = 1, 2, 3, …
Toda vez que o elétron muda de um nível para outro, o estado quântico altera, e são emitidos ou absorvidos fótons, cujo comprimento de onda é expresso por: 𝜆 = = = , sendo que i e f representam os valores de n = 1, 2, 3, 4 ...
Considere que, inicialmente, o átomo se encontra no terceiro estado excitado, 𝑛 = 4, e que possa passar para qualquer um dos demais estados, até ficar no estado livre, 𝑛 = ∞.
Com base nessas considerações e na teoria quântica, assinale a alternativa correta.
A natureza quântica da radiação eletromagnética observada na radiação de corpo negro (teoria de Planck – 1900), no efeito fotoelétrico (teoria de Einstein – 1905) e no espalhamento Compton (teoria de Compton – 1923), entre outros, influenciou o estudo dos primeiros modelos quânticos dos átomos (teorias de Rutherford – 1911 e Bohr – 1913) e foi o início para o avanço da física quântica. Em relação aos conceitos da física quântica, assinale a alternativa correta.
Sabendo que a função trabalho para o efeito fotoelétrico de uma superfície de prata é 6,9 × 10 −19 J e que a constante de Planck é igual a 6,3 × 10 −34 J . s, quando uma radiação ultravioleta de frequência 2,0 × 10 15 Hz incide sobre uma superfície de prata, causando a emissão de um elétron, a máxima energia cinética que esse elétron pode ter é
Nas discussões que envolvem as teorias corpuscular e ondulatória da luz, a descrição e a caracterização do fenômeno denominado radiação do corpo negro foi importante para o fortalecimento da teoria corpuscular da luz e para a criação da Física Quântica. Os gráficos precedentes referem-se à densidade espectral de energia em função do comprimento de onda do corpo negro para as principais teorias proposta na descrição do referido fenômeno. Já os círculos, no gráfico, referem-se aos dados experimentais. A expressão matemática para a lei de Planck, que está de acordo com os resultados experimentais, é dada por
em que h é a constante de Planck, k é a constante de Boltzmann, v é a frequência da radiação do corpo negro, T é a temperatura absoluta e c é a velocidade da luz no vácuo.
Considerando essas informações, assinale a opção correta.
Na figura precedente, estão esboçados quatro gráficos relativos à energia cinética dos elétrons ejetados, em experimentos, para a verificação do efeito fotoelétrico em diferentes elementos químicos. O efeito fotoelétrico diz respeito à interação da luz com a matéria conforme a teoria corpuscular. Na tabela apresentada, por sua vez, constam informações sobre as funções trabalho, em eV , para alguns elementos químicos. A função trabalho é a energia mínima necessária para ejetar um elétron da superfície de materiais.
Considerando essas informações e que a constante de Planck é igual h 4,14 x 10-15 eV, assinale a opção correta.
Qual é o valor aproximado da energia desse estado, em eV?
Dado
ħc = 0,2 eV.μm (ħ é a constante de Planck reduzida, e c é a velocidade da luz no vácuo); massa do elétron me = 0,5 × 106 eV/c2
I - O efeito Raman acontece quando, ao incidir luz em moléculas, a frequência da radiação espalhada difere daquela incidente (espalhamento inelástico) devido a transições de estado durante o espalhamento.
II - O efeito Zeeman se dá ao se observarem transições atômicas na presença de um campo magnético externo, evidenciando-se pelo desdobramento das linhas espectrais.
III - Mesmo isolado e no vácuo, um átomo em um estado excitado de energia pode sofrer processo de emissão espontânea.
É(São) correta(s) a(s) afirmativa(s)
Sobre os espectros mostrados na figura, pode-se afirmar:
Com relação à física moderna, julgue o item.
Suponha-se uma radiação eletromagnética, associada a
um fóton de 3 eV. Nesse caso, considerando-se a
velocidade da radiação eletromagnética como 3.108
m/s
e a constante de Planck igual a 6.10-34 J.s, é correto
afirmar que o comprimento de onda é de 4.10-7 m.
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