Questões de Concurso sobre Física Quântica

Um laser emite luz monocromática de comprimento de onda λ = 532 nm. Considerando h = 6,63 × 10⁻³⁴ J·s e c = 3,00 × 10⁸ m/s, qual é a energia de um fóton dessa radiação, em joules, com arredondamento apropriado?

Acerca do surgimento da mecânica quântica e de seus estudiosos, assinale a opção correta.

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:

Assinale a alternativa correta sobre a dualidade onda-partícula.

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 $\Delta x\Delta p\ge \frac{h}{2}$, deve:

No modelo atômico de Bohr, a energia do elétron no nível 𝑛 é quantizada segundo 𝐸𝑛 = −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?

A respeito do efeito fotoelétrico, analise as seguintes sentenças:

I.A energia cinética dos elétrons ejetados da superfície metálica é independente da frequência dos fótons incidentes.

II.A frequência de corte é determinada pela função trabalho do material.

III.Não há tempo de retardo entre a absorção da luz e a emissão dos elétrons, pois os fótons são pacotes concentrados de energia e a energia é absorvida de uma vez só.

É correto o que se afirma em:

Avalie as afirmações postuladas por Bohr para o seu modelo atômico e assinale a alternativa que completa as frases abaixo.

I‐ O elétron descreve uma órbita circular ao redor do núcleo pela ação da _____________, obedecendo às leis da Mecânica Clássica.

II‐ Quando um __________, no seu estado normal, absorve de um fóton a quantidade de energia necessária, o seu elétron salta de uma órbita mais interna para outra mais externa de maior energia.

III‐ A energia do __________ somente pode ser absorvida se a sua frequência for igual aquela correspondente à variação de energia do átomo, dada por: $f=\frac{\Delta E}{h}$ (f = frequência, ΔE = variação de energia e h = constante de Planck).

IV‐ As órbitas circulares são denominadas ____________, e os elétrons dessas órbitas constituem uma camada eletrônica.

Um aumento na intensidade da onda incidente sobre uma superfície metálica fotoelétrica representa um aumento no módulo da velocidade máxima dos elétrons fotoejetados.

Quando um feixe de fótons interage com o tecido, a energia é transferida para elétrons ligados, que depositam parte dessa energia localmente. No equilíbrio eletrônico, quando a energia dos elétrons que entram em um volume é igual à energia dos elétrons que saem, podemos afirmar que:

Sabendo que a massa do elétron m_e = 9,11×10⁻³¹ kg, a carga do elétron e = 1,602×10⁻¹⁹C, a permissividade do vácuo ϵ₀ =8,85×10−12 C² /N⋅m² , a constante de Planck h = 6,626×10⁻³⁴ J⋅s, e considerando que o átomo é de hidrogênio e que 1 eV = 1,602 × 10^-19 J, o valor do número quântico principal n correspondente a um estado de energia −3,4 eV é igual a:

O menor comprimento de onda (em Angstrons) dos raios X produzidos por elétrons de 50 keV em um tubo de raios X é igual a (considere h = 6,63 × 10^-34 m² kg / s, c = 3 x 10⁸ m/s):

Um físico está estudando a emissão de elétrons por uma placa de sódio quando iluminada por luz monocromática. Ele percebe que, ao usar luz vermelha, nada acontece, mas, ao mudar para luz violeta, elétrons começam a ser emitidos.

A frequência mínima da luz, em hertz, necessária para que elétrons sejam emitidos do sódio com base no efeito fotoelétrico é, aproximadamente, de

Dados: Função trabalho do sódio φ = 2,3 eV; constante de Planck h = 6,6 · 10^{– 34}J.s; 1 eV = 1,6 · 10^–19J

Uma placa de certo metal recebe uma radiação eletromagnética, com uma frequência de 2,0.10¹⁵ Hz, capaz de extrair elétrons dessa placa. A função trabalho do metal é de 5,0 eV, a constante de Planck vale 6,63.10^–34 J.s, e a carga do elétron, 1,6.10^–19 C. A energia cinética máxima que os elétrons vão adquirir ao serem libertados da placa será, em eV, de aproximadamente

Em espectroscopia Raman, o pico Raman corresponde a

A luz, ao incidir sobre um átomo, pode ser absorvida se a energia do fóton corresponder à diferença de energia entre dois níveis do elétron.

Nesse caso, é correto afirmar que o valor da velocidade (v) do próton, em m/s, é de $\frac{2}{\sqrt{3}}\times 10^6$.

Os elétrons de menor energia de um nanotubo de carbono podem ser descritos pela função de onda normalizada:

Em que L é o comprimento do nanotubo. Calcule a probabilidade de se encontrar um elétron entre x = L/4 e x = L/2. Considere π = 3.

A energia cinética de um próton será maior que a energia cinética de um nêutron quando ambas as partículas possuírem o mesmo comprimento de onda.