Exercícios 2 - Mecânica Quântica (NOTA 100)

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Questão 1/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
“A teoria do gás de elétrons [...] ignora todas as forças que tratam os elétrons soltos como partículas livres
em caixa.”
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: Griffiths, D. J. Mecânica Quântica. 2ª ed. São Paulo,
Pearson, 2011, p. 160.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, o modelo de gás de elétrons livres fica
válido e restrito apenas para metais alcalinos. Com base na teoria do gás de elétrons, assinale a
alternativa que aponta o autor da proposição desse modelo:
Nota: 10.0
A Drude
B Sommerfeld
Você assinalou essa alternativa (B)
Você acertou!
Comentário: A teoria do gás de elétrons de Sommerfeld ignora todas as forças que tratam os elétrons
soltos como partículas livres em uma caixa. (Livro-base, p. 160)
C Schrödinger
D Pauli
E Dirac
Questão 2/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
A técnica de ressonância magnética baseia-se no deslocamento das linhas espectrais de um sistema.
Fonte: Texto elaborado pelo autor.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, pode-se perceber que, ao aplicar um
campo magnético a uma amostra, ocorre o desdobramento das raias espectrais. Com base no conceito
de campo magnético, assinale o nome do efeito de desdobramento dos raios espectrais:
Nota: 10.0
A Efeito Joule
B Efeito Lorentz
C Efeito Zeeman
Você assinalou essa alternativa (C)
Você acertou!
Comentário: Quando um átomo é posicionado em um campo magnético externo uniforme, os níveis de
energia são deslocados. Esse deslocamento, ou desdobramento, é denominado Efeito Zeeman.
(Livro-base, p. 203).
D Efeito Versuch
E Efeito Magnético
Questão 3/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
“Em 1935, Einstein, Podolsky e Rosen publicaram o famoso paradoxo EPR, o qual foi projetado para
provar (por razões puramente teóricas) que a única posição sustentável era a realista.”
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: Griffiths, D. J. Mecânica Quântica. 2ª edição. São Paulo,
Pearson, 2011, p. 313.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, o argumento EPR pressupõe que
nenhuma influência pode se propagar mais rapidamente que a velocidade da luz. Com base no paradoxo
EPR, assinale a alternativa que aponta o nome do princípio que diz “nenhuma influência pode se
propagar mais rapidamente que a velocidade da luz”:
Nota: 10.0
A Localidade
Você assinalou essa alternativa (A)
Você acertou!
Comentário: O pressuposto fundamental sobre o qual repousa o argumento EPR é que nenhuma influência
pode se propagar mais rapidamente do que a velocidade da luz. Chamamos isso de princípio da localidade.
(Livro-base, p. 313).
B Arbitrariedade
C Inviolabilidade
D Elegibilidade
E Inferioridade.
Questão 4/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
“Suponha que você queira calcular a energia do estado fundamental para um sistema descrito pelo
Hamiltoniano H, mas seja incapaz de resolver a equação de Shcrödinger. Para tanto, é possível obter um
limite superior a Egs usando o princípio variacional.”
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: Griffiths, D. J. Mecânica Quântica. 2ª ed. São Paulo,
Pearson, 2011, p. 72.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, o princípio variacional é uma alternativa à
solução exata da equação de Schrödinger de certas hamiltonianas. Com base nas aplicações do princípio
variacional, assinale a alternativa que aponta uma aplicação clássica desse princípio:
Nota: 10.0
A Hamiltoniana do estado fundamental do neônio.
B Hamiltoniana do íon de molécula de hélio.
C Hamiltoniana do íon de molécula de hidrogênio.
Você assinalou essa alternativa (C)
Você acertou!
Comentário: O princípio variacional se encaixa na Mecânica quântica junto a teoria da perturbação como
alternativa à solução exata da equação de Schrödinger de certas Hamiltonianas. Além de aplicável na
resolução de uma Hamiltoniana do átomo de Hélio, o princípio variacional seria aplicável à resolução
clássica da Hamiltoniana de uma molécula de íon de hidrogênio. (Livro-base, p. 224)
D Hamiltoniana do íon de molécula de lítio.
E Hamiltoniana do íon de molécula de argônio.
Questão 5/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
“A distribuição Maxwell-Boltzmann é o resultado clássico para partículas distinguíveis.”
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: Griffiths, D. J. Mecânica Quântica. 2ª ed. São Paulo,
Pearson, 2011, p. 177.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, a distribuição de Maxwell-Boltzmann não
se aplica a férmions idênticos. Com base na resolução de equações aplicáveis a bósons idênticos,
assinale a alternativa que retrata a distribuição aplicável a bósons idênticos:
Nota: 10.0
A Distribuição de Bose-Einstein
Você assinalou essa alternativa (A)
Você acertou!
Comentário: A distribuição de Maxwell-Boltzmann é o resultado clássico para partículas distinguíveis; a
distribuição de Fermi-Dirac se aplica aos férmions idênticos e a distribuição de Bose-Einsein, para os
bósons idênticos. (Livro-base, p. 177).
B Distribuição de Bose-Dirac
C Distribuição de Fermi-Einstein
D Distribuição de Fermi-Dirac
E Distribuição de Fermi-Bose
Questão 6/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
“A distribuição Maxwell-Boltzmann é o resultado clássico para partículas distinguíveis.”
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: Griffiths, D. J. Mecânica Quântica. 2ª ed. São Paulo,
Pearson, 2011, p. 177.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, a distribuição de Maxwell-Boltzmann não
se aplica à férmions idênticos. Com base na resolução de equações aplicáveis à férmions idênticos,
assinale a alternativa que retrata a distribuição aplicável à férmions idênticos:
Nota: 10.0
A Distribuição de Bose-Einstein
B Distribuição de Bose-Dirac
C Distribuição de Fermi-Einstein
D Distribuição de Fermi-Dirac
Você assinalou essa alternativa (D)
Você acertou!
Comentário: A distribuição de Maxwell-Boltzmann é o resultado clássico para partículas distinguíveis; a
distribuição de Fermi-Dirac se aplica aos férmions idênticos e a distribuição de Bose-Einsein, para os
bósons idênticos. (Livro-base, p. 177).
E Distribuição de Fermi-Bose
Questão 7/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
“Os fótons (quanta de campo eletromagnético) são bósons idênticos com spin 1.”
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: Griffiths, D. J. Mecânica Quântica. 2ª ed. São Paulo,
Pearson, 2011, p. 179.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, os fótons são partículas muito especiais,
sendo partículas intrinsicamente relativísticas. Com base no conceito de fótons, assinale a alternativa que
aponta a característica que permite tratar os fótons como partícula relativística:
Nota: 10.0
A Possuem massa
B Não possuem massa
Você assinalou essa alternativa (B)
Você acertou!
Comentário: Os fótons (quanta de campo eletromagnético) são bósons idênticos com spin 1., mas são
muito especiais, pois são partículas sem massa e, portanto, intrinsecamente relativísticas. (Livro base, p.
179).
C Acumulam massa
D Transformam energia em massa
E Não possuem energia
Questão 8/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
Bósons idênticos tendem a estar mais próximos uns dos outros. Em contrapartida, férmions idênticos têm
a tendência de distanciar um dos outros.
Fonte: texto elaboradopelo autor da questão.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, quando há uma sobreposição das funções
de onda, o sistema se comporta como se houvesse uma força de atração entre bósons idênticos, e uma
força de repulsão entre férmions idênticos. Com base no comportamento dos sistemas e da sobreposição
das funções de onda, assinale a alternativa que nomeia a relação de atração entre bósons idênticos e
repulsão de férmions idênticos:
Nota: 10.0
A Forças de atração-repulsão
B Forças de repulsão-atração
C Forças de inversão
D Forças de direção
E Forças de troca
Você assinalou essa alternativa (E)
Você acertou!
Comentário: Quando há uma sobreposição das funções de onda, o sistema se comporta como se
houvesse uma força de atração entre bósons idênticos, e uma força de repulsão entre férmions idênticos.
Chamamos isso de força de troca. (Livro-base, p. 153).
Questão 9/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
“'O processo de medição confere à mecânica quântica sua extraordinária riqueza e sutileza. Mas o que é
exatamente a medição?' – foi uma das questões mais famosas levantadas pela mecânica quântica".
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: Griffiths, D. J. Mecânica Quântica. 2ª ed. São Paulo,
Pearson, 2011, p. 319.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, suponha que um gato é colocado em uma
câmara de aço, juntamente com um contador Geiger com uma pequena quantidade de substância
radioativa. Se um átomo decair (mas também há a possibilidade de não decair, igualmente provável), irá
liberar cianeto. Com base no paradoxo do gato, assinale a alternativa que aponta o cientista que idealizou
esse paradoxo:
Nota: 10.0
A Einstein
B Pauli
C Dirac
D Rosen
E Schrödinger
Você assinalou essa alternativa (E)
Você acertou!
Comentário: É o estranho papel do processo de medição que confere à mecânica quântica sua
extraordinária riqueza e sutileza. Mas o que é exatamente a medição? Schrödinger levantou essa questão
de modo mais incisivo em seu famoso paradoxo do gato. (livro-base, p. p. 319)
Questão 10/10 - MECÂNICA QUÂNTICA - ITINERÁRIO FORMATIVO EM FÍSICA -
ELETIVA
Leia o fragmento de texto abaixo:
“O comportamento qualitativo de sólidos é ditado por um grau notável pelo simples fato de esse potencial
ser periódico.”
Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: Griffiths, D. J. Mecânica Quântica. 2ª edição. São Paulo,
Pearson, 2011, p. 164.
Com base no texto acima e no livro-base Mecânica Quântica, o comportamento qualitativo dos sólidos é
periódico. Com base no potencial periódico do comportamento dos sólidos, assinale a alternativa que
constitui a teoria que apresenta um potencial periódico que representa a atração elétrica dos núcleos
regularmente espaçados, carregados positivamente:
Nota: 10.0
A Teorema de Sommerfeld
B Teorema de Bloch
Você assinalou essa alternativa (B)
Você acertou!
Comentário: A teoria de Bloch (ou teorema de Bloch), a qual apresenta um potencial periódico que
representa a atração elétrica dos núcleos regularmente espaçados, carregados positivamente (mas que
ainda ignora a repulsão elétron-elétron). (Livro-base, p. 160).
C Teorema de Schrödinger
D Teorema de Pauli
E Teorema de Dirac