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D) \( A = \frac{1}{\sqrt{\beta^2}} \) **Resposta:** A) \( A = \frac{1}{\sqrt{\beta}} \) **Explicação:** Para normalizar, temos \( \int_{0}^{\infty} |\psi(x)|^2 dx = 1 \). A integral resulta em \( \frac{1}{2\beta} \), resultando em \( |A|^2 \frac{1}{2\beta} = 1 \), levando a \( A = \sqrt{2\beta} \). 20. Um elétron em um campo elétrico de \( E = 2000 \, \text{N/C} \) tem uma energia potencial de \( U = -qEd \). Se \( d = 1 \, \text{nm} \), qual é a energia potencial do elétron? A) \( -3.2 \, \text{eV} \) B) \( -1.6 \, \text{eV} \) C) \( -0.8 \, \text{eV} \) D) \( -4.0 \, \text{eV} \) **Resposta:** A) \( -3.2 \, \text{eV} \) **Explicação:** A energia potencial é dada por \( U = -qEd \). Para \( q = 1.6 \times 10^{- 19} \, \text{C} \), \( E = 2000 \, \text{N/C} \), e \( d = 1 \times 10^{-9} \, \text{m} \), temos \( U = -1.6 \times 10^{-19} \times 2000 \times 1 \times 10^{-9} = -3.2 \times 10^{-19} \, \text{J} \approx -3.2 \, \text{eV} \). 21. Um sistema quântico é descrito pela função de onda \( \psi(x) = A e^{-\gamma x^2} \). Qual é a condição para normalização? A) \( A = \frac{1}{\sqrt{\gamma\sqrt{\pi}}} \) B) \( A = \frac{1}{\sqrt{2\gamma\sqrt{\pi}}} \) C) \( A = \frac{1}{\sqrt{2\gamma^2\sqrt{\pi}}} \) D) \( A = \frac{1}{\sqrt{\gamma^2\sqrt{\pi}}} \) **Resposta:** A) \( A = \frac{1}{\sqrt{\gamma\sqrt{\pi}}} \) **Explicação:** Para normalizar, temos \( \int_{-\infty}^{\infty} |\psi(x)|^2 dx = 1 \). A integral resulta em \( \frac{\sqrt{\pi}}{2\gamma} \), resultando em \( |A|^2 \frac{\sqrt{\pi}}{2\gamma} = 1 \), levando a \( A = \frac{1}{\sqrt{\gamma\sqrt{\pi}}} \). 22. Um elétron em um poço de potencial infinito de largura \( L = 1 \, \text{nm} \) tem uma energia de \( E_1 = 39.4 \, \text{eV} \). Qual é a energia do quarto nível? A) \( 157.6 \, \text{eV} \) B) \( 39.4 \, \text{eV} \) C) \( 118.2 \, \text{eV} \) D) \( 78.8 \, \text{eV} \) **Resposta:** A) \( 157.6 \, \text{eV} \) **Explicação:** A energia no poço é dada por \( E_n = n^2 E_1 \). Para \( n = 4 \), \( E_4 = 4^2 \cdot 39.4 \, \text{eV} = 16 \cdot 39.4 = 157.6 \, \text{eV} \). 23. Um sistema quântico tem um nível de energia \( E_n = -\frac{13.6}{n^2} \, \text{eV} \). Qual é a energia do segundo nível? A) \( -3.4 \, \text{eV} \) B) \( -1.51 \, \text{eV} \) C) \( -6.8 \, \text{eV} \) D) \( -13.6 \, \text{eV} \) **Resposta:** A) \( -3.4 \, \text{eV} \) **Explicação:** Para \( n = 2 \), \( E_2 = -\frac{13.6}{2^2} = -\frac{13.6}{4} = -3.4 \, \text{eV} \). 24. Um elétron em um campo elétrico de \( E = 1500 \, \text{N/C} \) tem uma energia potencial de \( U = -qEd \). Se \( d = 1 \, \text{nm} \), qual é a energia potencial do elétron? A) \( -2.4 \, \text{eV} \) B) \( -1.6 \, \text{eV} \) C) \( -0.8 \, \text{eV} \) D) \( -4.0 \, \text{eV} \) **Resposta:** A) \( -2.4 \, \text{eV} \) **Explicação:** A energia potencial é dada por \( U = -qEd \). Para \( q = 1.6 \times 10^{- 19} \, \text{C} \), \( E = 1500 \, \text{N/C} \), e \( d = 1 \times 10^{-9} \, \text{m} \), temos \( U = -1.6 \times 10^{-19} \times 1500 \times 1 \times 10^{-9} = -2.4 \times 10^{-19} \, \text{J} \approx -2.4 \, \text{eV} \). 25. Um sistema quântico é descrito pela função de onda \( \psi(x) = A e^{-\delta x} \). Qual é a condição para normalização? A) \( A = \frac{1}{\sqrt{\delta}} \) B) \( A = \frac{1}{\sqrt{2\delta}} \) C) \( A = \frac{1}{\sqrt{2\delta^2}} \) D) \( A = \frac{1}{\sqrt{\delta^2}} \) **Resposta:** A) \( A = \frac{1}{\sqrt{\delta}} \) **Explicação:** Para normalizar, temos \( \int_{0}^{\infty} |\psi(x)|^2 dx = 1 \). A integral resulta em \( \frac{1}{2\delta} \), resultando em \( |A|^2 \frac{1}{2\delta} = 1 \), levando a \( A = \sqrt{2\delta} \). 26. Um elétron em um poço de potencial infinito de largura \( L = 1 \, \text{nm} \) tem uma energia de \( E_1 = 39.4 \, \text{eV} \). Qual é a energia do quinto nível? A) \( 196.0 \, \text{eV} \) B) \( 39.4 \, \text{eV} \) C) \( 157.6 \, \text{eV} \) D) \( 118.2 \, \text{eV} \) **Resposta:** A) \( 196.0 \, \text{eV} \) **Explicação:** A energia no poço é dada por \( E_n = n^2 E_1 \). Para \( n = 5 \), \( E_5 = 5^2 \cdot 39.4 \, \text{eV} = 25 \cdot 39.4 = 196.0 \, \text{eV} \). 27. Um sistema quântico tem um nível de energia \( E_n = -\frac{13.6}{n^2} \, \text{eV} \). Qual é a energia do primeiro nível? A) \( -13.6 \, \text{eV} \) B) \( -3.4 \, \text{eV} \) C) \( -1.51 \, \text{eV} \) D) \( -6.8 \, \text{eV} \) **Resposta:** A) \( -13.6 \, \text{eV} \) **Explicação:** Para \( n = 1 \), \( E_1 = -\frac{13.6}{1^2} = -13.6 \, \text{eV} \). 28. Um elétron em um campo elétrico de \( E = 2500 \, \text{N/C} \) tem uma energia potencial de \( U = -qEd \). Se \( d = 1 \, \text{nm} \), qual é a energia potencial do elétron? A) \( -4.0 \, \text{eV} \) B) \( -2.4 \, \text{eV} \) C) \( -1.6 \, \text{eV} \) D) \( -0.8 \, \text{eV} \) **Resposta:** A) \( -4.0 \, \text{eV} \) **Explicação:** A energia potencial é dada por \( U = -qEd \). Para \( q = 1.6 \times 10^{- 19} \, \text{C} \), \( E = 2500 \, \text{N/C} \), e \( d = 1 \times 10^{-9} \, \text{m} \), temos \( U = -1.6 \times 10^{-19} \times 2500 \times 1 \times 10^{-9} = -4.0 \times 10^{-19} \, \text{J} \approx -4.0 \, \text{eV} \).