Prévia do material em texto
d) \(A \sin\left(\frac{\pi x}{L}\right)\) **Resposta:** a) \(A \sin\left(\frac{2\pi x}{L}\right)\) **Explicação:** Para \(n=2\), a função de onda é dada por \(A \sin\left(\frac{2\pi x}{L}\right)\), representando o segundo estado quântico em uma caixa de potencial unidimensional. 49. **Qual é a relação entre a energia e a quantidade de movimento de uma partícula na mecânica quântica?** a) \(E = \frac{p^2}{2m}\) b) \(E = mc^2\) c) \(E = pc\) d) \(E = hf\) **Resposta:** a) \(E = \frac{p^2}{2m}\) **Explicação:** A energia cinética de uma partícula na mecânica quântica pode ser expressa em termos de sua quantidade de movimento \(p\) pela fórmula \(E = \frac{p^2}{2m}\). 50. **Qual é a forma da função de onda de uma partícula em um estado quântico \(n=3\) em uma caixa de potencial?** a) \(A \sin\left(\frac{3\pi x}{L}\right)\) b) \(A \sin\left(\frac{2\pi x}{L}\right)\) c) \(A \sin\left(\frac{4\pi x}{L}\right)\) d) \(A \sin\left(\frac{\pi x}{L}\right)\) **Resposta:** a) \(A \sin\left(\frac{3\pi x}{L}\right)\) **Explicação:** Para \(n=3\), a função de onda é dada por \(A \sin\left(\frac{3\pi x}{L}\right)\), representando o terceiro estado quântico em uma caixa de potencial unidimensional. 51. **Qual é a energia de um fóton com comprimento de onda de 250 nm?** a) 4.97 eV b) 3.97 eV c) 2.48 eV d) 1.24 eV **Resposta:** a) 4.97 eV **Explicação:** A energia de um fóton é dada por \(E = \frac{hc}{\lambda}\). Convertendo 250 nm para metros, temos \(250 \times 10^{-9} \, m\). Portanto, \(E = \frac{(6.626 \times 10^{-34})(3 \times 10^8)}{250 \times 10^{-9}} \approx 4.97 \, eV\). 52. **Qual é a relação entre a energia de um estado quântico e o número quântico principal \(n\) para um elétron em um átomo de hidrogênio?** a) \(E_n = -\frac{13.6}{n^2} \, eV\) b) \(E_n = \frac{13.6}{n^2} \, eV\) c) \(E_n = -\frac{n^2}{13.6} \, eV\) d) \(E_n = -13.6n \, eV\) **Resposta:** a) \(E_n = -\frac{13.6}{n^2} \, eV\) **Explicação:** A energia dos níveis de energia do hidrogênio é dada pela fórmula \(E_n = -\frac{13.6}{n^2} \, eV\), onde \(n\) é o número quântico principal. 53. **Qual é a energia de ionização do hidrogênio em seu estado fundamental?** a) 13.6 eV b) 10.2 eV c) 1.5 eV d) 3.4 eV **Resposta:** a) 13.6 eV **Explicação:** A energia de ionização do hidrogênio no estado fundamental é a energia necessária para remover o elétron do átomo. Para o hidrogênio, essa energia é de 13.6 eV, conforme derivado da equação de Rydberg. 54. **Qual é a relação de De Broglie para um elétron com quantidade de movimento \(p\)?** a) \(\lambda = \frac{h}{p}\) b) \(\lambda = hp\) c) \(\lambda = \frac{p}{h}\) d) \(\lambda = \frac{h^2}{p}\) **Resposta:** a) \(\lambda = \frac{h}{p}\) **Explicação:** A relação de De Broglie afirma que o comprimento de onda \(\lambda\) de uma partícula é inversamente proporcional à sua quantidade de movimento \(p\), expressa pela fórmula \(\lambda = \frac{h}{p}\). 55. **Qual é a forma da função de onda de uma partícula em um estado excitado \(n=2\) em uma caixa de potencial?** a) \(A \sin\left(\frac{2\pi x}{L}\right)\) b) \(A e^{-\alpha x^2}\) c) \(A \sin\left(\frac{4\pi x}{L}\right)\) d) \(A \sin\left(\frac{\pi x}{L}\right)\) **Resposta:** a) \(A \sin\left(\frac{2\pi x}{L}\right)\) **Explicação:** Para \(n=2\), a função de onda é dada por \(A \sin\left(\frac{2\pi x}{L}\right)\), representando o segundo estado quântico em uma caixa de potencial unidimensional. 56. **Qual é a energia de um elétron em um nível de energia \(n=3\) em um átomo de hidrogênio?** a) -1.51 eV b) -0.85 eV c) -3.4 eV d) -13.6 eV **Resposta:** a) -1.51 eV **Explicação:** Para o hidrogênio, a energia do nível \(n=3\) é dada por \(E_n = - \frac{13.6}{n^2} \, eV\). Para \(n=3\), temos \(E_3 = -\frac{13.6}{9} \approx -1.51 \, eV\). 57. **Qual é a energia de um fóton com frequência de \(3 \times 10^{15} \, Hz\)?** a) 1.24 eV b) 2.48 eV c) 4.96 eV d) 3.97 eV **Resposta:** b) 2.48 eV **Explicação:** A energia de um fóton é dada por \(E = hf\). Usando \(h = 6.626 \times 10^{-34} \, Js\) e \(f = 3 \times 10^{15} \, Hz\), obtemos \(E = (6.626 \times 10^{-34})(3 \times 10^{15}) \approx 1.24 \, eV\). 58. **Qual é a relação entre a energia e o comprimento de onda de um fóton?** a) \(E = \frac{hc}{\lambda}\)