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**Explicação:** A energia cinética adquirida por um elétron é dada por \( K = eV \), onde
\( e \approx 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \) e \( V = 50 \, \text{V} \). Assim, \( K = 1.6 \times
10^{-19} \times 50 = 8.0 \times 10^{-18} \, \text{J} \).
26. Um sistema quântico possui dois estados de energia \( E_1 = 1 \, \text{eV} \) e \( E_2 = 4
\, \text{eV} \). Qual é a energia média do sistema?
a) \( 2.5 \, \text{eV} \)
b) \( 3 \, \text{eV} \)
c) \( 2 \, \text{eV} \)
d) \( 4.5 \, \text{eV} \)
**Resposta:** a) \( 2.5 \, \text{eV} \)
**Explicação:** A energia média é dada por \( \langle E \rangle = \frac{E_1 + E_2}{2} =
\frac{1 + 4}{2} = 2.5 \, \text{eV} \).
27. Um elétron em um poço de potencial infinito de largura \( L = 2 \, \text{nm} \) está no
estado fundamental. Qual é a sua energia?
a) \( 6.02 \, \text{eV} \)
b) \( 10.2 \, \text{eV} \)
c) \( 3.1 \, \text{eV} \)
d) \( 15.6 \, \text{eV} \)
**Resposta:** a) \( 6.02 \, \text{eV} \)
**Explicação:** A energia do estado fundamental em um poço de potencial infinito é
dada por \( E_1 = \frac{h^2}{8mL^2} \). Substituindo \( h \) e \( L = 2 \times 10^{-9} \,
\text{m} \), obtemos \( E_1 \approx 6.02 \, \text{eV} \).
28. Um sistema quântico é descrito pela função de onda \( \psi(x) = C \sin\left(\frac{n\pi
x}{L}\right) \). Qual é a condição para que \( \psi \) seja normalizada?
a) \( C = \frac{1}{\sqrt{L}} \)
b) \( C = \frac{1}{\sqrt{2L}} \)
c) \( C = \frac{1}{\sqrt{L/2}} \)
d) \( C = 1 \)
**Resposta:** b) \( C = \frac{1}{\sqrt{2L}} \)
**Explicação:** Para normalização, \( \int_0^L |\psi(x)|^2 \, dx = 1 \). Isso leva a \( C^2
\frac{L}{2} = 1 \), resultando em \( C = \frac{1}{\sqrt{2L}} \).
29. Qual é a energia de um nível excitado \( n = 3 \) em um átomo de hidrogênio?
a) \( -1.51 \, \text{eV} \)
b) \( -3.40 \, \text{eV} \)
c) \( -13.6 \, \text{eV} \)
d) \( -0.85 \, \text{eV} \)
**Resposta:** a) \( -1.51 \, \text{eV} \)
**Explicação:** A energia de um nível em um átomo de hidrogênio é dada por \( E_n = -
\frac{13.6 \, \text{eV}}{n^2} \). Para \( n = 3 \), temos \( E_3 = -\frac{13.6}{9} \approx -1.51 \,
\text{eV} \).
30. Um sistema quântico possui uma função de onda \( \psi(x) = A e^{-x^2} \). Qual é a
condição para que \( \psi \) seja normalizada?
a) \( A = \frac{1}{\sqrt{\sqrt{\pi}}} \)
b) \( A = \frac{1}{\sqrt{2}} \)
c) \( A = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \)
d) \( A = 1 \)
**Resposta:** c) \( A = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \)
**Explicação:** A normalização requer que \( \int_{-\infty}^{\infty} |\psi(x)|^2 \, dx = 1 \).
Calculando, obtemos \( A^2 \int_{-\infty}^{\infty} e^{-2x^2} \, dx = A^2 \frac{\sqrt{\pi}}{2} = 1
\), resultando em \( A = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \).
31. Um elétron em um poço de potencial infinito tem uma energia total de \( 10 \, \text{eV}
\). Qual é a sua energia cinética?
a) \( 5 \, \text{eV} \)
b) \( 10 \, \text{eV} \)
c) \( 15 \, \text{eV} \)
d) \( 0 \, \text{eV} \)
**Resposta:** a) \( 5 \, \text{eV} \)
**Explicação:** A energia cinética é dada por \( K = E_{total} - V \). Portanto, se \( V = -5 \,
\text{eV} \), temos \( K = 10 \, \text{eV} - (-5 \, \text{eV}) = 15 \, \text{eV} \).
32. Um sistema quântico é descrito pela função de onda \( \psi(x) = A \sin\left(\frac{n\pi
x}{L}\right) \). Qual é a condição para que \( \psi \) seja normalizada?
a) \( A = \frac{1}{\sqrt{L}} \)
b) \( A = \frac{1}{\sqrt{2L}} \)
c) \( A = \frac{1}{\sqrt{L/2}} \)
d) \( A = 1 \)
**Resposta:** b) \( A = \frac{1}{\sqrt{2L}} \)
**Explicação:** Para normalização, \( \int_0^L |\psi(x)|^2 \, dx = 1 \). Isso leva a \( C^2
\frac{L}{2} = 1 \), resultando em \( C = \frac{1}{\sqrt{2L}} \).
33. Um elétron é acelerado por uma diferença de potencial de \( 100 \, \text{V} \). Qual é a
sua energia cinética em joules?
a) \( 1.6 \times 10^{-17} \, \text{J} \)
b) \( 1.6 \times 10^{-19} \, \text{J} \)
c) \( 2.56 \times 10^{-17} \, \text{J} \)
d) \( 3.2 \times 10^{-19} \, \text{J} \)
**Resposta:** a) \( 1.6 \times 10^{-17} \, \text{J} \)
**Explicação:** A energia cinética adquirida por um elétron é dada por \( K = eV \), onde
\( e \approx 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \). Assim, \( K = 1.6 \times 10^{-19} \times 100 =
1.6 \times 10^{-17} \, \text{J} \).
34. Um sistema quântico possui uma função de onda \( \psi(x) = A e^{-x^2} \). Qual é a
condição para que \( \psi \) seja normalizada?
a) \( A = \frac{1}{\sqrt{\sqrt{\pi}}} \)
b) \( A = \frac{1}{\sqrt{2}} \)
c) \( A = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \)
d) \( A = 1 \)
**Resposta:** c) \( A = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \)
**Explicação:** A normalização requer que \( \int_{-\infty}^{\infty} |\psi(x)|^2 \, dx = 1 \).
Calculando, obtemos \( A^2 \int_{-\infty}^{\infty} e^{-2x^2} \, dx = A^2 \frac{\sqrt{\pi}}{2} = 1
\), resultando em \( A = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \).
35. Um elétron em um poço de potencial infinito tem uma energia total de \( 12 \, \text{eV}
\). Qual é a sua energia cinética?
a) \( 4 \, \text{eV} \)
b) \( 20 \, \text{eV} \)