fisica UAM teste 4

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Curso GRA1280 NOÇÕES DE FÍSICA MODERNA GR2243-212-9 - 202120.ead-
17675.01
Teste ATIVIDADE 4 (A4)
Iniciado 24/10/21 19:43
Enviado 24/10/21 22:25
Status Completada
Resultado da
tentativa
6 em 10 pontos 
Tempo decorrido 2 horas, 41 minutos
Resultados
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Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários
Pergunta 1
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da resposta:
Sabemos que o modelo de Niels Bohr para o átomo de hidrogênio, de 1913, foi um excelente
modelo utilizado para a descrição dos níveis atômicos da energia. No entanto, a teoria ondulatória
de Schrödinger acrescentou uma compreensão mais fina para esse modelo trazendo novidades. 
 
Sabendo disso, complete: o modelo do átomo, de Schrödinger, descreve os __________ de
energia, explicando, além disso, a _______________ do _____________ e a quantização ______.
níveis, quantização, momento angular, espacial.
níveis, quantização, momento angular, espacial.
Resposta correta: deve-se levar em consideração os conceitos sobre a energia, o
que ocorre com os níveis de energia do átomo e se isso tem alguma relação com
outras propriedades, tais como momento angular ou linear etc.
Pergunta 2
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
A deflexão obtida para os átomos, no experimento de Stren-Gerlach, depende dos parâmetros da
montagem experimental L, V e gradiente de B e da massa do átomo M, bem como o momento
magnético, de acordo com: 
 
 
 
Dentre os valores observados no experimento, qual deles é a verdadeira causa e explicação da
deflexão observada, e como essa deflexão se apresenta?
No parâmetro , a deflexão D se apresenta como faixas discretas e estreitas
separadas simetricamente em torno de z = 0.
No parâmetro , a deflexão D se apresenta como faixas discretas e
estreitas separadas simetricamente em torno de z = 0.
Resposta incorreta: considere apenas o momento magnético. Como a deflexão é
discreta, duas faixas, o único parâmetro que pode ser discreto é o momento
magnético do átomo, visto que os demais parâmetros são ajustáveis
experimentalmente.
1 em 1 pontos
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Pergunta 3
Resposta
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Correta:
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da resposta:
As reações nucleares nas estrelas são caracterizadas pela fusão de elementos leves, formando-se
lentamente elementos mais pesados. No caso do Sol, temos uma reação envolvendo quatro
núcleos de Hidrogênio, formando o Hélio. Estima-se que cerca de 500 milhões de toneladas de
Hidrogênio são queimados em Hélio, gerando calor (fótons) e neutrinos. O calor das reações
mantém um gradiente de pressão que conserva o tamanho do Sol quase constante. 
 
Dentre as expressões seguintes, qual delas pode ser considerada a correta para a classificação do
tipo de reação e por que ela não ocorre de uma vez?
A reação é exotérmica: gera calor e nem todas as colisões fundem os hidrogênios
em hélio, pois os átomos de hidrogênio (plasma) são carregados e se repelem.
Isso regula a taxa das reações por unidade de volume.
A reação é exotérmica: gera calor e nem todas as colisões fundem os
hidrogênios em hélio, pois os átomos de hidrogênio (plasma) são
carregados e se repelem. Isso regula a taxa das reações por unidade de
volume.
Resposta correta: as reações são exotérmicas, pois geram calor e ele é disperso
no espaço. Além disso, as reações devem sobrepujar o poço Coulombiano de
repulsão, de modo que apenas poucas reações por segundo, por centímetro
cúbico, efetivamente formam o Hélio. Como o Sol tem muita massa, a energia total
gerada, ainda assim, é muito grande para sustentá-lo.
Pergunta 4
Resposta
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Resposta
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Comentário
da resposta:
As teorias dos elétrons livres nos metais têm grande sucesso ao prever a ocupação dos elétrons
nas camadas de condução e valência, levando-nos a uma boa teoria para explicar a condutividade
elétrica dos sólidos. Como bônus disso, as propriedades de condutores e semicondutores são
explicadas, com muito sucesso, pela teoria quântica, permitindo o avanço tecnológico da
eletrônica. 
 
Assinale a opção que indica o efeito que pode explicar a origem da banda contínua de energia nos
sólidos e qual é a principal diferença entre um isolante e um condutor, em termos das bandas de
energia.
A presença da grande quantidade de átomos induz à formação das bandas
estreitas de energia, e os condutores não possuem gap de energia entre a banda
de condução e a de valência, ao passo que os isolantes possuem um gap
dependente da temperatura.
A presença da grande quantidade de átomos induz à formação das bandas
contínuas de energia, e os condutores não possuem gap de energia entre a
banda de condução e a de valência, ao passo que os isolantes possuem um
gap da ordem de 5eV ou mais.
Resposta incorreta: há equívoco ao dizer que a quantidade de átomos influencia
de modo errado a distribuição da energia. Por isso, precisamos saber se a
quantidade de átomos por centímetro é crucial ou não nesse fenômeno.
Pergunta 5
A função de distribuição de Fermi-Dirac descreve um gás de férmions em temperatura T e leva em
conta o spin como fator de ocupação. Por outro lado, essa função tem uma dependência mais forte
com a energia do que com a temperatura, formando uma espécie de degrau. Cada metal tem uma
energia característica chamada energia de Fermi que se relaciona ao número de elétrons livres que
podem conduzir energia. 
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Resposta
Selecionada:
Resposta Correta:
Comentário
da resposta:
 
Dentre as expressões seguintes, qual delas pode ser considerada a correta para a relação
densidade de elétrons e energia de Fermi e qual é a aproximação usada para obtê-la?
E , usa-se: para
E , usa-se: para 
Resposta correta: a densidade dos elétrons deve ser proporcional à energia de
Fermi elevada a 3/2 e se aproxima da função de distribuição para 1, para energias
abaixo da energia de Fermi.
Pergunta 6
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
O estudo do átomo revelou os seus níveis de energia mediante o estudo das linhas de emissão e
absorção dos gases. Por sua vez, a interação dos átomos com campos magnéticos revelou a
quantização do momento angular e do momento magnético. Assim, o campo magnético aplicado
aos átomos orienta a direção do eixo z para as regras da quantização. No entanto, estudos mais
detalhados mostram a existência de mais um número quântico: o spin do elétron. 
 
Dentre as consequências da existência do spin do elétron, qual delas está relacionada ao Princípio
da Exclusão de Pauli?
O Princípio da Exclusão impede a ocupação de dois elétrons no mesmo orbital
atômico se estiverem emparelhados (mesmo spin).
O Princípio da Exclusão impede a ocupação de dois elétrons no mesmo
orbital atômico se estiverem emparelhados (mesmo spin).
Resposta correta: o Princípio de Exclusão refere-se à não ocupação de férmions
no mesmo estado quântico. Por estado quântico, entendemos o conjunto de
números quânticos: n, l e ml. A posição de uma partícula pode caracterizar um
estado em alguns contextos.
Pergunta 7
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
A função de onda do átomo de hidrogênio é construída partindo-se da equação de Schrödinger,
escrita no sistema de coordenadas esférico. Nesse sistema de coordenadas, temos duas variáveis
angulares e uma variável radial que representa a distância do elétron ao núcleo. Sabendo disso,
considere a densidadede probabilidade radial para a função da onda no estado fundamental: 
 
 em que: A é o raio de Bohr. 
 
Dentre os valores apresentados a seguir para a constante A, qual deles é o correto e qual é o seu
significado frente à probabilidade total de se encontrar o elétron?
. Esse coeficiente é o fator de normalização e deve ser escolhido
para que a integral total da densidade de probabilidade seja igual a 1.
. Esse coeficiente é o fator de normalização e deve ser
escolhido para que a integral total da densidade de probabilidade seja
igual a 1.
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Comentário
da resposta:
Resposta correta: integrando-se a densidade de probabilidade total do átomo e
exigindo-se que o seu resultado seja igual a 1, encontra-se facilmente o valor da
constante de normalização.
Pergunta 8
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
O modelo de pudim de passas, de Thomson, descrevia o átomo como uma mistura de cargas
elétricas negativas imersas em uma pasta com carga positiva contínua. Esse modelo era muito
incipiente e, em seguida, em 1913, surgiu a descrição do átomo feita por Bohr, cujo modelo previa
corretamente os níveis de energia do átomo de hidrogênio. O modelo mais completo de
Schrödinger também descreve os mesmos níveis de energia do átomo, de Bohr. 
 
Considerando as energias do átomo, apresentadas a seguir, qual delas pode ser considerada
aquela que descreve exatamente os níveis de energia e o que acontece quando o número quântico
principal tende ao infinito?
 
 
quando n tende ao infinito, a energia de ligação entre o elétron e o núcleo tende a
zero, indicando que o elétron está praticamente livre do núcleo.
quando n tende ao infinito, a energia de ligação entre o elétron e o núcleo
tende a zero, indicando que o elétron está praticamente livre do núcleo.
Resposta correta: os níveis de energia do átomo de hidrogênio, no modelo de
Schrödinger, coincidem com a previsão do modelo de Bohr, quando n tende ao
infinito e a energia de ligação vai a zero, indicando que qualquer acréscimo de
energia, por menor que seja, arrancará o elétron do átomo, ionizando-o.
Pergunta 9
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
Os átomos de mais de um elétron precisam receber uma descrição em termos da organização dos
seus níveis de energia, momento angular e regras de seleção. A moderna teoria quântica
elaborada por Schrödinger logrou o êxito de explicar as principais propriedades atômicas e
eletrônicas, com exceção de uma regra: aquela que inclui o spin intrínseco do elétron. 
 
Visto que os três principais números quânticos da teoria de Schrödinger são: n, l e ml, qual é o
número total de estados em uma subcamada, levando-se em conta o spin do elétron? Por que
algumas ocupações não usam dois elétrons desemparelhados?
, algumas ocupações com dois elétrons no mesmo estado
têm energia mais alta, logo, ocupações com orbitais contendo dois elétrons são
comuns.
, algumas ocupações com dois elétrons no mesmo
estado têm energia mais alta, logo, ocupações com orbitais contendo um
elétron são comuns.
Resposta incorreta: é importante estabelecer corretamente as combinações: usar
energia baixa e número errado de estados como função de l, além de levar em
conta também a ocupação de dois spins por orbital.
Pergunta 10
A energia nuclear é uma fonte de imensa energia estocada profundamente nos núcleos e pode ser
1 em 1 pontos
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Resposta
Selecionada:
 
Resposta Correta:
Comentário
da resposta:
aproveitada em uma série de aplicações importantes: a energia da fissão nos reatores nucleares é
um exemplo disso. No entanto, os núcleos podem ser modelados de diversas maneiras diferentes:
como uma gota, em camadas etc. Em um desses modelos, temos a conhecida fórmula
semiempírica da massa, dada por: 
 
 
Em que: 
 
 Dentre as expressões a seguir, qual delas pode ser considerada a correta em uma estimativa da
energia de ligação para Z = 5 e N = 5 e qual é o significado do sinal?
 o núcleo com essa combinação é estável.
 o núcleo com essa combinação é instável.
Resposta incorreta: há erro nos sinais e interpretação da estabilidade ou
instabilidade com relação ao uso do sinal. Fique atento ao fato de que, sendo
positiva, a energia total indica que o grupo de partículas não está coeso.