Lista_1_moderna1

Prévia do material em texto

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará- Campus Bragança 
Disciplina: Física Moderna I 
Docente: Msc. Sandro Costa 
Lista de Física Moderna I 
1) A tabela abaixo mostra o potencial de corte em função do comprimento de onda para o efeito 
fotoelétrico em uma amostra de sódio. Faça um gráfico com base nesses dados e use-o para 
determinar: 
a) A função trabalho. 
b) A frequência de corte. 
c) A razão h/e. 
 
2) Fótons com comprimento de onda 0,024 Å incidem sobre elétrons livres. 
a) Qual é o comprimento de onda de um fóton espalhado de um ângulo de 22˚ em relação á 
direção de incidência e qual a energia cinética transmitida ao elétron? 
b) E para um ângulo de 132˚? 
3) Quando um corpo é aquecido a uma temperatura da ordem de 750 K (477°C), ele emite radiação 
eletromagnética na faixa do visível? 
4) Numa experiência fotoelétrica na qual se usa luz monocromática e um fotocátodo de sódio, 
encontramos um potencial de corte de 1,85 V para λ= 3000Å, e de 0,82 V para λ=4000Å. Destes 
dados, determine: 
a) O valor da constante de Planck. 
b) A função Trabalho do Sódio em elétron-volts. 
c) O comprimento de onda limite para o sódio. 
5) Se a função trabalho de um certo metal é 1,8 eV, qual é o potencial de corte dos elétrons 
ejetados quando uma luz com comprimento de onda de 400nm incide no metal? Qual é a 
velocidade máxima dos elétrons ejetados? 
6) Mostre que quando um fóton de energia E é espalhado por um elétron livre em repouso a 
energia cinética máxima do elétron após o espalhamento é dada por: 
 
𝐾𝑚á𝑥 =
𝐸2
𝐸 +𝑚𝑐2 2⁄
 
7) Considere uma colisão entre um fóton de raios X de energia inicial 50 keV e um elétron em 
repouso, na qual o fóton é espalhado para trás e o elétron é espalhado para frente. 
a) Qual é a energia final do fóton? 
b) Qual é a energia cinética do elétron? 
8) Obtenha a relação 
 
𝑐𝑜𝑡𝑔
𝜃
2
= (1 +
ℎ𝜈
𝑚0𝑐2
) 𝑡𝑔𝜑 
Entre as direções de movimento do fóton espalhado e do elétron envolvidos no efeito Compton. 
9) Utilizando a relação 𝑃(𝜀) =
𝑒
−
𝜀
𝐾𝑇
𝐾𝑇
 mostre que 〈𝜀〉 = ∫ 𝑃(𝜀)𝑑𝜀 = 𝐾𝑇
∞
0
 
10) Obtenha a lei de Stefan-Boltzmann a partir da função distribuição espectral de um corpo negro 
obtida por Max Planck. 
λ (nm) 200 300 400 500 600 
V0 (V) 4,20 2,06 1,05 0,41 0,03