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D) \( 4 \, \text{eV} \)
**Resposta:** C
**Explicação:** Se a energia total é \( 5 \, \text{eV} \) e o sistema está em um estado
excitado, a energia do estado fundamental deve ser \( 5 \, \text{eV} - \text{(excitação)} \).
Considerando a estrutura típica dos níveis de energia, uma possível configuração é \( 3 \,
\text{eV} \).
14. Um elétron tem uma quantidade de movimento de \( 1 \, \text{kg m/s} \). Qual é sua
incerteza na posição, usando o princípio da incerteza?
A) \( 1 \times 10^{-34} \, \text{m} \)
B) \( 1 \times 10^{-31} \, \text{m} \)
C) \( 1 \times 10^{-28} \, \text{m} \)
D) \( 1 \times 10^{-25} \, \text{m} \)
**Resposta:** A
**Explicação:** Usamos \( \Delta x \Delta p \geq \frac{\hbar}{2} \). Com \( \Delta p = 1 \,
\text{kg m/s} \), obtemos \( \Delta x \geq \frac{1.055 \times 10^{-34}}{2} \approx 5.27 \times
10^{-35} \, \text{m} \).
15. A energia de um estado excitado de um átomo de hidrogênio é dada por \( E_n = -
\frac{13.6}{n^2} \, \text{eV} \). Qual é a energia para \( n = 3 \)?
A) \( -1.51 \, \text{eV} \)
B) \( -4.54 \, \text{eV} \)
C) \( -2.27 \, \text{eV} \)
D) \( -3.40 \, \text{eV} \)
**Resposta:** C
**Explicação:** Para \( n = 3 \), temos \( E_3 = -\frac{13.6}{3^2} = -\frac{13.6}{9} \approx -
1.51 \, \text{eV} \).
16. Um fóton tem uma energia de \( 1.5 \, \text{eV} \). Qual é seu comprimento de onda?
A) \( 830 \, \text{nm} \)
B) \( 700 \, \text{nm} \)
C) \( 400 \, \text{nm} \)
D) \( 600 \, \text{nm} \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A energia é dada por \( E = \frac{hc}{\lambda} \), então \( \lambda =
\frac{hc}{E} \). Substituindo \( E = 1.5 \, \text{eV} \) e convertendo, obtemos \( \lambda
\approx 830 \, \text{nm} \).
17. Um elétron em um campo elétrico de \( 1000 \, \text{N/C} \) experimenta uma força.
Qual é esta força?
A) \( 1.6 \times 10^{-16} \, \text{N} \)
B) \( 1.6 \times 10^{-19} \, \text{N} \)
C) \( 1.6 \times 10^{-20} \, \text{N} \)
D) \( 1.6 \times 10^{-18} \, \text{N} \)
**Resposta:** B
**Explicação:** A força é dada por \( F = qE \). Para o elétron, \( q = 1.6 \times 10^{-19} \,
\text{C} \) e \( E = 1000 \, \text{N/C} \), então \( F = 1.6 \times 10^{-19} \times 1000 = 1.6
\times 10^{-16} \, \text{N} \).
18. A energia de um nível quântico é dada por \( E_n = -\frac{13.6}{n^2} \). Qual é a energia
do segundo nível?
A) \( -3.4 \, \text{eV} \)
B) \( -1.51 \, \text{eV} \)
C) \( -2.27 \, \text{eV} \)
D) \( -4.54 \, \text{eV} \)
**Resposta:** A
**Explicação:** Para \( n = 2 \), temos \( E_2 = -\frac{13.6}{2^2} = -\frac{13.6}{4} = -3.4 \,
\text{eV} \).
19. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A e^{-x^2/2} \). Determine \(
A \) para normalização.
A) \( \frac{1}{\sqrt{\sqrt{\pi}}} \)
B) \( \frac{1}{\sqrt{2\sqrt{\pi}}} \)
C) \( \frac{1}{\sqrt{\pi}} \)
D) \( \frac{1}{\sqrt{2\pi}} \)
**Resposta:** C
**Explicação:** A normalização requer \( \int_{-\infty}^{\infty} |\psi(x)|^2 dx = 1 \). Assim,
\( A^2 \int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2} dx = A^2 \sqrt{\pi} = 1 \), resultando em \( A =
\frac{1}{\sqrt{\pi}} \).
20. Um elétron tem uma massa de \( 9.11 \times 10^{-31} \, \text{kg} \) e uma velocidade
de \( 1.0 \times 10^6 \, \text{m/s} \). Qual é sua energia cinética?
A) \( 4.55 \times 10^{-19} \, \text{J} \)
B) \( 1.0 \times 10^{-19} \, \text{J} \)
C) \( 5.0 \times 10^{-19} \, \text{J} \)
D) \( 2.0 \times 10^{-19} \, \text{J} \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A energia cinética é dada por \( KE = \frac{1}{2} mv^2 \). Substituindo \(
m = 9.11 \times 10^{-31} \, \text{kg} \) e \( v = 1.0 \times 10^6 \, \text{m/s} \), obtemos \( KE
\approx 4.55 \times 10^{-19} \, \text{J} \).
21. Um estado quântico possui uma energia de \( 10 \, \text{eV} \) e um nível de energia
inferior de \( 6 \, \text{eV} \). Qual é a energia da transição?
A) \( 4 \, \text{eV} \)
B) \( 5 \, \text{eV} \)
C) \( 3 \, \text{eV} \)
D) \( 2 \, \text{eV} \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A energia da transição é dada pela diferença entre os níveis de energia,
ou seja, \( E_{transição} = E_{excitado} - E_{fundamental} = 10 \, \text{eV} - 6 \, \text{eV} = 4
\, \text{eV} \).
22. Um elétron tem uma quantidade de movimento de \( 2 \times 10^{-24} \, \text{kg m/s}
\). Qual é a incerteza na posição?
A) \( 1.05 \times 10^{-10} \, \text{m} \)
B) \( 5.27 \times 10^{-34} \, \text{m} \)
C) \( 1.05 \times 10^{-34} \, \text{m} \)
D) \( 2.0 \times 10^{-34} \, \text{m} \)
**Resposta:** A
**Explicação:** Usando \( \Delta x \Delta p \geq \frac{\hbar}{2} \), temos \( \Delta x \geq
\frac{\hbar}{2 \Delta p} \). Substituindo \( \Delta p = 2 \times 10^{-24} \, \text{kg m/s} \),
obtemos \( \Delta x \approx 1.05 \times 10^{-10} \, \text{m} \).