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**Explicação:** A energia cinética é dada por \( K = \frac{1}{2} mv^2 \). Para \( K = 2 \,
\text{eV} = 3.2 \times 10^{-19} \, \text{J} \) e \( m = 9.11 \times 10^{-31} \, \text{kg} \), temos
\( v = \sqrt{\frac{2K}{m}} = \sqrt{\frac{2 \times 3.2 \times 10^{-19}}{9.11 \times 10^{-31}}}
\approx 1.73 \times 10^6 \, \text{m/s} \).
36. Em um poço de potencial infinito, a função de onda no estado fundamental é \( \psi(x)
= A \sin\left(\frac{\pi x}{L}\right) \). Qual é a condição para a normalização?
A) \( \int_0^L |\psi(x)|^2 dx = 1 \)
B) \( \int_{-\infty}^{\infty} |\psi(x)|^2 dx = 1 \)
C) \( \int_0^{\infty} |\psi(x)|^2 dx = 1 \)
D) \( \int_{-\infty}^{0} |\psi(x)|^2 dx = 1 \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A condição de normalização para a função de onda em um intervalo
finito é que a integral do quadrado da função de onda sobre esse intervalo seja igual a 1: \(
\int_0^L |\psi(x)|^2 dx = 1 \).
37. Qual é a energia do primeiro nível excitado de um átomo de hidrogênio?
A) \( -3.4 \, \text{eV} \)
B) \( -13.6 \, \text{eV} \)
C) \( -1.51 \, \text{eV} \)
D) \( -0.85 \, \text{eV} \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A energia do primeiro nível excitado (n=2) é dada por \( E_2 = -
\frac{13.6}{2^2} = -\frac{13.6}{4} = -3.4 \, \text{eV} \).
38. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A \sin(kx) \). Qual é a
condição de contorno para \( \psi \) ser uma solução válida em um poço de potencial
infinito?
A) \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 0 \)
B) \( \psi(0) = 1 \) e \( \psi(L) = 1 \)
C) \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 1 \)
D) \( \psi(0) = 1 \) e \( \psi(L) = 0 \)
**Resposta:** A
**Explicação:** Para um poço de potencial infinito, a função de onda deve ser zero nas
bordas do poço, ou seja, \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 0 \).
39. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A e^{-\alpha x^2} \). Qual é a
condição para que a função de onda seja normalizável?
A) \( \alpha > 0 \)
B) \( \alpha 0 \).
40. Um elétron em um poço de potencial infinito de comprimento \( L = 1 \, \text{nm} \)
está no estado \( n=2 \). Qual é a energia do elétron?
A) \( 1.54 \times 10^{-18} \, \text{J} \)
B) \( 6.02 \times 10^{-19} \, \text{J} \)
C) \( 3.24 \times 10^{-18} \, \text{J} \)
D) \( 4.14 \times 10^{-19} \, \text{J} \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A energia do nível \( n \) em um poço de potencial infinito é \( E_n =
\frac{n^2 h^2}{8mL^2} \). Para \( n=2 \) e \( L = 1 \, \text{nm} \), temos \( E_2 = 4E_1 \approx
1.54 \times 10^{-18} \, \text{J} \).
41. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A \sin(kx) \). Qual é a
condição de contorno para \( \psi \) ser uma solução válida em um poço de potencial
infinito?
A) \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 0 \)
B) \( \psi(0) = 1 \) e \( \psi(L) = 1 \)
C) \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 1 \)
D) \( \psi(0) = 1 \) e \( \psi(L) = 0 \)
**Resposta:** A
**Explicação:** Para um poço de potencial infinito, a função de onda deve ser zero nas
bordas do poço, ou seja, \( \psi(0) = 0 \) e \( \psi(L) = 0 \).
42. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A e^{-\alpha x^2} \). Qual é a
condição para que a função de onda seja normalizável?
A) \( \alpha > 0 \)
B) \( \alpha 0 \).
43. Um elétron em um poço de potencial infinito de comprimento \( L \) está no nível \(
n=3 \). Qual é a energia desse nível?
A) \( 9E_1 \)
B) \( 3E_1 \)
C) \( E_1 \)
D) \( 8E_1 \)
**Resposta:** A
**Explicação:** A energia em um poço de potencial é dada por \( E_n = \frac{n^2
h^2}{8mL^2} \). Para \( n=3 \), temos \( E_3 = 9E_1 \).
44. Um sistema quântico tem uma função de onda \( \psi(x) = A \sin(kx) \). Qual é o valor
de \( k \) se \( L = 1 \, \text{m} \)?
A) \( k = \frac{\pi}{L} \)
B) \( k = \frac{2\pi}{L} \)
C) \( k = \frac{3\pi}{L} \)
D) \( k = \frac{L}{\pi} \)
**Resposta:** B
**Explicação:** Para um poço de potencial infinito, os valores de \( k \) são dados por \(
k_n = \frac{n\pi}{L} \). Para \( n=1 \), temos \( k = \frac{\pi}{L} \). Para \( n=2 \), \( k =
\frac{2\pi}{L} \).
45. Um sistema quântico possui uma função de onda \( \psi(x) = A e^{-\beta |x|} \). Qual é a
energia total do sistema se \( \beta = 1 \)?
A) \( 1 \, \text{eV} \)