Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre teoria quântica em física

Um único fóton (λ = 400 nm) incide em uma célula fotoelétrica. Considerando que toda sua energia seja transformada em eletricidade, assinale a alternativa com o valor da energia elétrica gerada.

(considerar c =.3 ∙10⁸ m/s e h = 6,6 ∙10^-34 J∙s).

Em 1924, o físico francês Louis de Broglie (1892- 1987) propôs que uma partícula poderia apresentar propriedades ondulatórias e corpusculares. Este modelo, chamado de dualidade partícula-onda, não foi amplamente aceito na ocasião, mas atualmente é empregado em diversos equipamentos, incluindo em microscopia. Assinale a alternativa que apresente um equipamento que não faça uso deste modelo.

A atenuação de um feixe de nêutrons se dá de forma exponencial, de modo que a fluência Ø em função da profundidade de penetração x é dada por

Ø(x) = Ø(0) e-x/λ

onde λ é o comprimento de relaxação determinado pelo material que está sendo penetrado.

Deseja-se criar uma caixa para realizar testes de irradiação de amostras com feixes de nêutrons. O feixe incidirá de cima para baixo, de modo que é desejável que o material que compõe a tampa da caixa permita uma boa passagem do feixe, mas o material do fundo da caixa deve ser eficiente em parar a radiação para evitar que ela atravesse a caixa. Os materiais disponíveis para construir a caixa são os mostrados a seguir:

As melhores escolhas de material para a tampa e para o fundo são respectivamente:

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.