Prova 2 - Quântica

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Prova 2 – Quântica
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1O efeito fotoelétrico é um efeito descoberto por Henrich Hertz. Em 1905, Albert Einstein modernizou os conceitos sobre esse efeito. Sobre o exposto, analise as sentenças a seguir:
I- Os fótons emitidos transmitem aos elétrons uma energia de forma quantizada.
II- A energia cinética máxima dos elétrons emitidos de uma superfície metálica depende apenas da frequência da luz incidida e da função de trabalho do material metálico.
III- Numa superfície de metal puro, os elétrons serão ejetados independente da frequência da luz emitida, desde que a intensidade seja alta o suficiente.
Assinale a alternativa CORRETA:
A)  Somente a sentença I está correta.B)  As sentenças I e II estão corretas.C)  As sentenças I e III estão corretas.D)  Somente a sentença II está correta.
2O pontapé inicial da Física Quântica foram os problemas existentes sobre os vínculos de radiação e matéria. Considere uma esfera de ferro sólida de raio de 2 cm. Suponha que sua temperatura permaneça sempre uniforme em todo o seu volume. Sobre o exposto, analise as sentenças a seguir:
I- A massa da esfera é de 0,263 kg.
II- Se a esfera tiver 20 ºC e emissividade de 0,86, a potência da radiação emitida será de 3 W.
III- Se essa esfera fosse o único corpo no universo, sua temperatura reduziria 0,919 ºC por segundo.
IV- O comprimento de onda máximo de radiação emitida pela esfera, com maior intensidade, é de 9,89 micrômetros.
Assinale a alternativa CORRETA:
A)  As sentenças I, III e IV estão corretas.B)  As sentenças II e IV estão corretas.C)  As sentenças I, II e III estão corretas.D)  As sentenças II e III estão corretas.
3Um fóton de 0,00160 nm se espalha de um elétron livre. Para qual ângulo de espalhamento (fóton) o elétron que recua tem energia cinética igual à energia do fóton espalhado?
A)  70°B)  58°C)  83°D)  65°
4Considere um feixe ultravioleta com comprimento de onda de 254 nm incide sobre uma superfície polida de cobre. Sabendo que o potencial necessário para que o cobre emita fotoelétrons é de 0,181 V, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) O comprimento de onda de corte da superfície do cobre é de 264 nm.
(    ) A função trabalho do metal é de 4,7 eV.
(    ) A frequência de corte do metal é de 2 MHz.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A)  F - F - V.B)  F - V - F.C)  V - F - F.D)  V - V - F.
5No experimento de Davisson-Germer, elétrons de 54,0 eV foram difratados de um retículo de níquel. Se o primeiro máximo no padrão de difração foi observado a f = 50,0°, conforme a figura, qual era o espaçamento a no retículo entre as colunas de átomos verticais na figura?
A)  0,218 nm.B)  0,366 nm.C)  0,449 nm.D)  0,574 nm.
6O Efeito Compton, também conhecido como espalhamento Compton, é o espalhamento de um fóton, causado por uma partícula carregada, que resulta no aumento do comprimento de onda do fóton espalhado. Os raios X possuem comprimento de 0,200000 nm, e são espalhados por um bloco de material, e observados a um ângulo de 45º em relação ao feixe incidente. O comprimento de onda do raio espalhado é de:
A)  0,200710 nm.B)  0,200980 nm.C)  0,200520 nm.D)  0,200260 nm.
7Todo o corpo que possui temperatura acima de 0 K emite algum radiação. Ou seja, todos os corpos a nossa volta estão, constantemente, emitindo e absorvendo radiação térmica. Para temperaturas mais usuais, a emissão se dá na faixa do infravermelho, para corpos com maior temperatura, a emissão pode chegar à luz visível, como as estrelas. Em uma explosão termonuclear, a temperatura no centro da explosão é momentaneamente 10^7 K. O comprimento de onda para a radiação emitida máxima é:
A)  2,233 Angstroms.B)  2,936 Angstroms.C)  2,898 Angstroms.D)  2,776 Angstroms.
8Todo o corpo que possui temperatura acima de 0 K emite alguma radiação. Ou seja, todos os corpos a nossa volta estão, constantemente, emitindo e absorvendo radiação térmica, para temperaturas mais usuais, a emissão se dá na faixa do infravermelho, para corpos com maior temperatura, a emissão pode chegar à luz visível, como as estrelas. Considere a temperatura de um corpo negro que diminui de 800 K para 650 K, assim, o comprimento de onda que corresponde ao máximo emitido terá um aumento de quanto?
A)  Manteve-se igual.B)  20%.C)  33%.D)  25%.
9Todo o corpo que possui temperatura acima de 0 K emite algum radiação. Ou seja, todos os corpos a nossa volta estão, constantemente, emitindo e absorvendo radiação térmica. Para temperaturas mais usuais, a emissão se dá na faixa do infravermelho, para corpos com maior temperatura, a emissão pode chegar à luz visível, como as estrelas. Considerando um filamento de tungstênio de uma lâmpada, que funciona a 2000 K, de quanto será o comprimento de onda emitido pelo filamento?
A)  1,72 micrômetros.B)  1,25 micrômetros.C)  1,36 micrômetros.D)  1,45 micrômetros.
10Laser é uma palavra oriunda da abreviação de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, e significa Amplificação da luz por emissão estimulada de radiação. Dessa forma, o funcionamento do laser se dá por emissão estimulada, um conceito dado por Einstein em 1917. Considere um laser de hélio-neônio que produz um feixe de 1,75 mm de diâmetro, com 2x10^18 fótons/s. Cada fóton tem comprimento de onda de 663 nm. Sobre o exposto, analise as sentenças a seguir:
I- A amplitude do campo elétrico dentro do feixe é de 22 kV/m.
II- A amplitude do campo magnético dentro do feixe é de 46,8 microtesla.
III- Se esse feixe incide perpendicularmente sobre uma superfície perfeitamente refletora, a força exercida no feixe sobre a superfície é 4,19 nN.
IV- Se o feixe for absorvido por um bloco de gelo a 0 ºC, a massa de gelo derretida em 1,5h é de 10,2 g.
Assinale a alternativa CORRETA:
A)  As sentenças I, III e IV estão corretas.B)  As sentenças I, II e III estão corretas.C)  Somente a sentença I está correta.D)  As sentenças II, III e IV estão corretas.
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