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.

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?

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:

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.

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:

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:

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):

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.

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

O fenômeno de geração de segundo harmônico em cristais não lineares ocorre devido à dependência da polarização óptica com a intensidade da luz incidente.

Ao longo do tempo, diferentes cientistas tiveram um papel importante na compreensão da composição da matéria. Desde o conceito da esfera sólida de Dalton até o modelo quântico de Schródinger, as teorias sobre a estrutura atômica foram se aprimorando à medida que novas descobertas experimentais surgiam. Esse processo de evolução levou à criação da Tabela Periódica atual, que é organizada com base nas propriedades periódicas resultantes da configuração eletrônica dos elementos.

Com base nesses conhecimentos, examine as afirmações a seguir e marque a alternativa correta:

O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por um condutor quando radiação eletromagnética de certas frequências nele incide. Ele foi descoberto no final do século XIX pelo físico Heinrich Hertz, na ocasião em que testava experimentalmente uma das hipóteses da teoria eletromagnética de James C. Maxwell: a existência de ondas eletromagnéticas. A respeito do efeito fotoelétrico, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta as corretas.

I. Ele ocorre em quaisquer frequências, independentemente do tipo de condutor.

II. A energia dos elétrons emitidos é proporcional à frequência da radiação incidente do condutor.

III. Radiação infravermelha produz mais facilmente a emissão de elétrons do que a ultravioleta.

IV. A explicação desse fenômeno perpassa por considerar a luz como composta de pequenas partículas com energia bem definida, proporcional à sua frequência.

V. Se conectado a um circuito, como no caso dos tubos de Crookes, verifica-se que a corrente elétrica gerada é proporcional à intensidade da luz incidente no cátodo, mas a energia dos elétrons ejetados não.

O que acontece com o átomo quando um elétron transita do nível quântico n = 4 para n = 1?

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