Lista de exercícios 02 - Estrutura atômica e molecular

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Alfenas – UNIFAL – MG 
Instituto de Ciência e Tecnologia 
Estrutura Atômica e Molecular 
Prof: Marcelo Gonçalves Vivas 
Lista 2 
01) Arranje, em ordem crescente de energia, os seguintes tipos de fótons de radiação 
eletromagnética: raios γ, raios X, luz visível, radiação ultravioleta, microondas. 
02) Arranje, em ordem crescente de frequência, os seguintes tipos de fótons de radiação 
eletromagnética: ondas de rádio, radiação infravermelha, luz visível, radiação 
ultravioleta. 
03) (a) A radiação infravermelha tem comprimentos de onda entre 800nm e 1mm. Qual 
é a frequência da radiação 925nm? (b) Microondas, como as que são usadas em radares 
e para aquecer comida em fornos de micro-ondas, têm comprimento de onda superior a 
cerca de 3mm. Qual a frequência da radiação de 4,15mm? 
04) A luz de frequência 7,1.10
14
Hz está na região violeta do espectro visível. Qual é o 
comprimento de onda (em nanômetros) dessa frequência de luz? (b) Quando um feixe 
de elétrons choca-se com um bloco de cobre são emitidos raios X com frequência 
2.10
18
Hz. Qual é o comprimento de onda (em picômetros) desses raios X? 
05) As lâmpadas de vapor de sódio usadas na iluminação pública emitem luz amarela de 
comprimento de onda 589nm. Quanta energia é emitida por um átomo de sódio excitado 
quando ele gera um fóton? 
06) Quando em feixe de elétrons choca-se com um bloco de cobre, são emitidos raios X 
com frequência 1,2.10
17
Hz. Quanta energia é emitida por um átomo de cobre
 
excitado 
quando ele gera um fóton de raios X? 
07) Analise as seguintes afirmações sobre a radiação eletromagnética e determine se são 
verdadeiras ou falsas. (a) Os fótons da radiação ultravioleta têm energia menor do que 
os fótons da radiação infravermelha; (b) A energia de um fóton é inversamente 
proporcional ao comprimento de onda da radiação. 
08) Descreva o que é um corpo negro através do seu espectro de emissão. 
 
 
 
 
09) Usando a Lei de deslocamento de Wien para a radiação de corpo negro calcule a 
temperatura que as amostras foram aquecidas para gerar os seguintes espectros de 
radiação: 
 
 
10) Foi determinado experimentalmente que, quando se incide luz sobre uma superfície 
metálica, essa superfície emite elétrons. Esse fenômeno é conhecido como efeito 
fotoelétrico e foi explicado em 1905 por Albert Einstein, que ganhou em 1921 o Prêmio 
Nobel de Física, em decorrência desse trabalho. Durante a realização dos experimentos 
desenvolvidos para compreender esse efeito, foi observado que: 
1. os elétrons eram emitidos imediatamente. Não havia atraso de tempo entre a 
incidência da luz e a emissão dos elétrons. 
2. quando se aumentava a intensidade da luz incidente com energia do fóton 
correspondente a frequência necessária para ejetar os fotoelétrons, o número de elétrons 
emitidos aumentava, mas não sua energia cinética. 
3. a energia cinética do elétron emitido é dada pela equação Ec = ½ mv² = hf - W, em 
que o termo hv é a energia cedida ao elétron pela luz, sendo h a constante de Planck e f 
a frequência da luz incidente. O termo W = hν0 é a energia que o elétron tem que 
adquirir para poder sair do material, e é chamado função trabalho do metal. Em outras 
palavras a função trabalho é a energia mínima exigida para remover um elétron de sua 
ligação atômica. 
Considere as seguintes afirmativas: 
I - Os elétrons com energia cinética zero adquiriram energia suficiente para serem 
arrancados do metal. 
II - Assim como a intensidade da luz incidente não influencia a energia cinética dos 
elétrons emitidos, a frequência da luz incidente também não modifica a energia dos 
elétrons. 
III - O metal precisa ser aquecido por certo tempo para que ocorra o efeito fotoelétrico. 
Assinale a alternativa correta. 
A) Somente a afirmativa II é verdadeira. 
B) Todas as afirmativas são verdadeiras. 
C) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. 
D) Somente a afirmativa III é verdadeira. 
E) Somente a afirmativa I é verdadeira. 
 
10) Analise as afirmativas abaixo, relativas à explicação do efeito fotoelétrico, tendo 
como base o modelo corpuscular da luz. 
I – A energia dos fótons da luz incidente é transferida para os elétrons no metal de 
forma quantizada. 
II – A energia cinética máxima dos elétrons emitidos de uma superfície metálica 
depende apenas da frequência da luz incidente e da função trabalho do metal. 
III – Em uma superfície metálica, elétrons devem ser ejetados independentemente da 
frequência da luz incidente, desde que a intensidade seja alta o suficiente, pois está 
sendo transferida energia ao metal. 
Assinale a alternativa correta. 
A) Somente a afirmativa II é verdadeira. 
B) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. 
C) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. 
D) Somente a afirmativa III é verdadeira. 
E) Todas as afirmativas são verdadeiras.