Questões de Vestibular
Sobre teoria quântica em física
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Entre os conceitos propostos nesse primeiro período estão:
- a quantização da energia por Planck, para descrever a radiação do corpo negro;
- a explicação do efeito fotoelétrico por Einstein, com a ideia corpuscular de luz;
- o modelo atômico de Bohr, com órbitas quantizadas para o elétron;
- a dualidade onda-partícula proposta por de Broglie: elétrons podem comportar-se ou como partículas ou como ondas.
Com base nessas ideias, assinale a alternativa correta.
Considerando o processo do sistema isolado núcleo+fóton se transformando no sistema isolado núcleo+elétron+pósitron, pode-se afirmar que, durante sua ocorrência, existe
Em qual das situações a seguir a energia cinética do elétron ejetado no efeito fotoelétrico aumenta?
Em 2025, a teoria quântica completa 100 anos desde sua consolidação. O marco inicial dessa revolução foi dado, alguns anos antes, por Max Planck, que, ao estudar a radiação de corpo negro, propôs que a energia era emitida em “pacotes” de energia chamados quanta.
A melhor contribuição da teoria de Planck para este contexto é que
Considerando as informações do texto precedente, bem como assuntos a ele relacionados, julgue o seguinte.
Quando átomos e moléculas são excitados por luz com comprimento de onda na região do infravermelho, eles emitem fótons também na região do ultravioleta.
Considerando as informações do texto precedente, bem como assuntos a ele relacionados, julgue o seguinte.
O comprimento de onda dos raios X é maior que os comprimentos de onda do espectro visível.
I - As energias dos elétrons emitidos variam com a frequência da luz incidente, quando luz incide sobre uma superfície metálica.
II - A massa de um fóton depende de sua frequência.
III- Um fóton é emitido por um átomo, quando um de seus elétrons orbitais salta de um nível de energia maior para um de energia menor. Quais estão corretas?
O fóton, manifestação da luz como partícula, também chamado de quantum da radiação eletromagnética, tem massa ........ e carga ........ .
Durante um experimento, um professor demonstrou o efeito fotoelétrico iluminando diferentes placas metálicas com radiação infravermelha (E = 1,38 eV) e radiação ultravioleta (E = 4,13 eV).
A tabela a seguir apresenta a função trabalho (f) dos materiais utilizados.

Como resultado, quando as placas foram iluminadas com radiação infravermelha, o fenômeno _________ observado nesses materiais. Quando as placas foram iluminadas com radiação ultravioleta, o fenômeno não foi observado para _________, enquanto a máxima energia cinética dos fotoelétrons foi observada para _________.
O comprimento de onda dessa onda está relacionado com o momentum linear da partícula através
sendo n o número quântico principal do
estado considerado. Apenas ao passar de um estado para
outro o elétron absorve ou emite uma quantidade de energia
que corresponde à diferença entre as energias desses dois
estados. Nesse modelo, quando um elétron faz uma transição do estado n = 2 para o estado n = 3, ele absorve uma quantidade de energia que é de, aproximadamente,
Disponível em https://mundoeducacao.uol.com.br/. Adaptado.
“De acordo com a professora Patricia Nicolucci, da USP, há dois tipos de radiação: a ionizante e a não ionizante. Mas elas possuem características diferentes de interação com o corpo humano. ‘[Alguns tipos de radiação] são consideradas não ionizantes porque a energia não é suficiente para liberar elétrons quando interagem com o tecido do corpo humano ou qualquer outro material. Já a radiação ionizante, utilizada em medicina nuclear e em radioterapia, tem uma energia maior, o que lhe confere essa característica de tirar elétrons dos átomos da matéria com a qual interage’.”
Disponível em https://www5.usp.br/noticias/. Adaptado.
Com base nos textos e nos seus conhecimentos, assinale a alternativa correta.
A alta dose de radiação tem a função de promover várias mutações no DNA e/ou RNA dos vírus, levando-o à morte ou impedindo que ele se reproduza. A luz UV é eficaz para inativar bactérias e vírus nas faixas de UV-B e UV-C com onda de comprimento entre 200 a 310 nm (nanômetros).
https://www.uol.com.br/tilt/noticias/redacao/2020/08/07/para-anvisa-nao-ha-certeza-de-que-raios-ultravioleta-destroem-coronavirus.htm (Adaptada)
Sabe-se que a radiação eletromagnética (ou simplesmente, a luz) é quantizada, segundo Einstein, e a quantidade elementar de luz, hoje, recebe o nome de fóton. Por isso, para eliminar o vírus sobre a superfície, uma rede de supermercado instalou cabines UV para descontaminar os carrinhos de compras. A cabine contém luz ultravioleta com comprimento de onda de 300 nm.
Qual a energia desse fóton em elétrons-volts?
Adote a constante de Planck = 4,14.10-15 eV.s e a velocidade da luz de 3,0.108 m/s
A figura a seguir representa a emissão fotoelétrica em uma placa de césio com função trabalho de 2,14 eV, iluminada pela radiação violeta, com comprimento de onda igual a 400 nm. hƒ é a energia dos fótons; EC é a energia cinética máxima dos elétrons emitidos e W é a função trabalho do material de que é feito o alvo, ou seja, a energia mínima que um elétron deve adquirir para poder escapar do material.
A figura está sem escala, uso de cores fantasia. Considerando a constante de Planck 4,2.10-15 eVs e a velocidade da luz no vácuo de 3,0.108 m/s, a energia cinética, em eV do elétron ejetado, é igual a
Alguns equipamentos de visão noturna têm seu funcionamento baseado no efeito fotoelétrico, uma das primeiras descobertas que contribuíram para o surgimento da mecânica quântica. Nesses equipamentos, fótons de frequência ƒ emitidos por um objeto incidem sobre uma superfície metálica. Elétrons são então liberados da superfície e acelerados por um campo elétrico. Em seguida, o sinal eletrônico é amplificado e produz uma imagem do objeto.
Diferentemente do que a física clássica prevê, apenas os elétrons com energia hƒ acima de uma certa energia mínima E0 são liberados da superfície metálica.
Considerando a incidência de fótons com frequência da ordem de 1014 Hz, a ordem de grandeza do valor limite de E0 para que o equipamento funcione deve ser:
Note e adote:
Constante de Planck: h = 6,63 × 10 −34J.s
(http://astro.if.ufrgs.br. Adaptado.)A quantidade de energia associada ao fóton emitido pelo átomo de hidrogênio na transição mostrada na figura é
Entre os resíduos radioativos mais poluentes provenientes do desastre, estão os isótopos, com a respectiva meia-vida entre parênteses: Xenônio-133 (133Xe - 5,2 dias), Iodo-131 (131I - 8 dias), Césio-134 (134 Ce - 2 anos), Estrôncio-90 (90Sr - 28,8 anos) e Césio-137 (137Ce - 32,2 anos). Atualmente, e por vários anos a seguir, o 90Sr e o 137Ce são as principais fontes de radiação na região afetada pela explosão.
A figura abaixo mostra, em particular, a cadeia de decaimentos que leva o 137Ce ao isótopo estável Bário-137 (137Ba).

Os processos indicados pelas setas (1), (2) e (3) são, respectivamente, decaimentos