O efeito fotoelétrico é um fenômeno no qual a luz incidindo em um material pode arrancar elétrons desse material. O estudo do efeito fotoelétrico por Albert Einstein, em 1905, foi fundamental para o desenvolvimento da teoria quântica da luz e lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física em 1921. Durante o efeito fotoelétrico, a energia dos fótons incidentes pode ser transferida para os elétrons do material. Se a energia dos fótons, que depende da ______ da luz, for suficiente para superar a energia de ______, os elétrons serão liberados do material. Já a quantidade de fotoelétrons emitidos depende da _______ da luz incidente e da _______ do material. O local de onde os fotoelétrons são arrancados depende do tipo de material utilizado. Em metais, os fotoelétrons são arrancados, em geral, da _______ do material. Já em semicondutores, os fotoelétrons são arrancados da banda de _______.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima. 

A equação de Schrödinger é uma ferramenta fundamental na descrição do comportamento de partículas quânticas, como o elétron, em sistemas físicos, como um fio de cobre. Nesse contexto, podemos usar essa equação para modelar o comportamento de um elétron em um fio de cobre como uma partícula confinada em um poço finito. No caso em questão, temos uma partícula confinada em uma caixa unidimensional de comprimento L = 2 m, descrita por uma função de onda (x) = Asin ( n  x / L ), onde A é a amplitude da onda e n é um número inteiro positivo que representa o estado de energia da partícula. Considerando que n = 3 qual é o valor aproximado da posição x onde a probabilidade de encontrar a partícula é máxima?

A dualidade onda-partícula é um princípio fundamental da física que descreve o comportamento de certas entidades físicas, como elétrons e fótons. De acordo com esse princípio, essas entidades podem se comportar tanto como partículas quanto como ondas, dependendo do contexto experimental. O fóton, por exemplo, pode se comportar como partícula no experimento do efeito fotoelétrico e como onda durante a difração de uma onda eletromagnética. No entanto, a dualidade onda-partícula não é observada em corpos macroscópicos devido às suas massas e velocidades relativamente grandes. Agora, vamos considerar uma peteca de Badminton com uma massa aproximada de 5g, que pode ser lançada a velocidades de aproximadamente 324 km/h. Com base na dualidade onda-partícula, qual seria a faixa aproximada de comprimento de onda associada a essa peteca de Badminton? (Considere h = 6,63 × 10⁻³⁴ m²kg/s )

Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente as lacunas do texto a seguir.
A quantização __________ foi sugerida por Einstein, em 1905, na explicação do efeito __________. Nesse efeito, a __________ máxima dos elétrons emitidos depende do __________ da luz incidente, mas não da __________ da luz.

O efeito fotoelétrico, que se refere ao processo de interação de fótons com a matéria pelo qual o fóton é completamente absorvido pelo átomo, é o tipo de interação predominante de 

Considere o processo de produção de raios X e assinale a alternativa correta.

Os raios X com energias que variam de cerca de 100 eV a 10 × 10⁶ eV são classificados como ondas eletromagnéticas, que diferem das ondas de rádio, luz e raios gama apenas em comprimento de onda e energia. De acordo com a teoria quântica, a energia eletromagnética das ondas de raios X pode ser tratada como partículas chamadas de:

Ao incidir radiação eletromagnética numa amostra de um material obteve-se um gráfico experimental da energia cinética máxima dos fotoelétrons em função da frequência da radiação, que pode ser visualizado a seguir.

Qual é o valor aproximado, em eV, da função trabalho para a amostra? (Dado: 1 , 0 e V = 1 , 6 x 1 0 ^-19 J)

Para partículas relativísticas a energia cinética é dada por K = E - mc². Considerando-se h a constante de Planck e m a sua massa de repouso, qual é o comprimento de onda de De Broglie para as partículas relativísticas, em função da sua energia cinética?

Ao incidir um feixe de raios X sobre um alvo de grafite, mediu-se a intensidade dos raios X espalhados como função do seu comprimento de onda, para vários ângulos de espalhamento. Vemos que, embora o feixe incidente consista essencialmente de um único comprimento de onda, os raios X espalhados têm máximos de intensidades em dois comprimentos de onda; um deles é o mesmo que o comprimento de onda incidente e o outro é maior.

Esse resultado experimental é conhecido como efeito

Com base na natureza ondulatória da matéria toda partícula é descrita por uma onda, que fornecerá a densidade de probabilidade da mesma. A solução da equação de Schrödinger nos fornece a forma de onda da partícula submetida a um dado potencial.

Com base nisso considere uma partícula de massa m em uma caixa de comprimento L submetida ao seguinte potencial:

Qual é o estado fundamental de energia para a partícula nessas condições?

Os raios X característicos são emiti dos quando um elétron de uma camada externa preenche uma vacância de uma camada interna.





O espectro deste tipo de radiação é conhecido como

Experimentos como o do efeito fotoelétrico e de difração permitiram aos cientistas reverem suas concepções sobre a natureza da radiação eletromagnética e de partículas como o elétron. A dualidade onda-partícula passou a fazer parte da interpretação da matéria, revolucionando a concepção da estrutura atômica a partir do século XX.
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

Na ausência de um campo magnético externo, dois dos três elétrons de um átomo de lítio (1s²) têm números quânticos (n, ℓ, m_ℓ , m_s) iguais a (1, 0, 0, +1/2) e (1, 0, 0, −1/2).

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

Caracterizado por um elevado índice de radiação solar, o Estado da Bahia tem hoje em operação diversas usinas que convertem energia solar em energia elétrica. O fenômeno quântico envolvido nessa transformação energética é o efeito