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Resolucao de ficha 1

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Cazule, Mavehe, Luís 
FICHA DE FÍSICA MODERNA-1 
RESOLUÇÃO: 
1. Uma pessoa veste roupas escuras e outra, roupas claras. Discuta qual delas veste roupas 
mais apropriadas para um dia em que a temperatura ambiente está bem abaixo da 
temperatura média do corpo humano. 
Resolução: 
2. A temperatura no centro da explosão de uma bomba H chega a 107 K. Calcule o 
comprimento de onda da radiação electromagnética associada à máxima energia emitida 
por unidade de área, por unidade de tempo e por unidade de comprimento de onda. 
Identifique a faixa do espectro electromagnético à qual pertence essa radiação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Para um corpo negro mantido a certa temperatura, o comprimento de onda da radiação 
electromagnética associada à máxima energia emitida por unidade de área, por unidade 
de tempo e por unidade de comprimento de onda é λm = 6,5 x 10−7 m. Calcule o valor 
de λm se for duplicada a energia emitida por esse corpo negro por unidade de área e por 
unidade de tempo em todos os comprimentos de onda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cazule, Mavehe, Luís 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Deduza a expressão matemática da lei de radiação de Rayleigh-Jeans a partir da 
expressão matemática da lei de radiação de Planck. Para isso, tome o limite λ → ∞. 
Resolução: 
 
 
5. Deduza a expressão matemática da lei de radiação de Wien a partir da expressão 
matemática da lei de radiação de Planck. Para isso, tome o limite λ → 0. 
Resolução: 
 
 
 
6. As paredes de um forno para a fundição de metais estão a uma temperatura de 1600ºC. 
Determine o comprimento de onda que corresponde à máxima intensidade da potência 
emitida por unidade de área. Use b igual a 2,898 x 10-3mk. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. Porque com base na teoria de relatividade os fotões não podem possuir massa de 
repouso? Explique justificando com expressões matemáticas. 
 
 
 
Cazule, Mavehe, Luís 
Resolução: Com base na teoria da relatividade os fotões não podem possuir massa de 
repouso porque são de forma de energia. De acordo com a expressão: 
 
 
√ 
 
 
 √ 
 
 
 → Sabendo que a logo: 
 
8. Fotões com energia E = 6,2 eV incidem numa placa de tungsténio. Calcule o módulo da 
velocidade máxima dos electrões arrancados sabendo que, para o tungsténio, a função 
trabalho vale φ = 4,5 eV. 
 
 
 
 ( ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 √
 
 
 
 
 √
 
 
 √ 
 √ 
 
9. Determine a massa m e a velocidade v dos electrões que têm uma energia cinética de 1,5 
MeV. 
Resolução: 
 
 
10. Discuta a possibilidade de um feixe de luz branca arrancar electrões ao incidir sobre uma 
placa de tungsténio. 
Resolução: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cazule, Mavehe, Luís 
11. Um fóton com energia de 2 x 104 eV colide com um elétron livre em repouso num dado 
referencial. O fóton é dispersado segundo um ângulo de 45º com a direção inicial. 
Calcule (a) a energia do fóton dispersado e (b) os comprimentos de onda do fóton antes e 
depois da colisão. 
 
 ) 
 → 
 
 
 
 
 
 ) 
 ) ) O comprimento antes da colisão [ ]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O comprimento depois da colisão [ ]. 
 
 
 
 ( ) 
 
 
 ( ) 
 
 
 
 ( ) 
 
 
 
12. Considere o exercício anterior. (a) Calcule a energia do elétron depois da colisão com o 
fóton. (b) Determine a direcção em que se move o elétron após a colisão. 
 )− 
 
 
 
 ( ) 
Cazule, Mavehe, Luís 
 
 
 
 ) A direcção é oblíqua de baixo para cima. 
 
13. Determinar a diferença de potencial que se deve aplicar para deter os fotoelectrões 
emitidos por uma superfície de níquel sob acção de luz ultra violeta de 2000Å de 
comprimento de onda. O limite de energia do níquel vale 5,01 eV. 
 Resolução: 
 ̇ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14. Sabendo que 2,96 é a função trabalho para extrair os fotoelectrões dum metal, quando 
sobre si incide um fluxo luminoso de 1,6×1015𝐻𝑧. Determine o comprimento de onda 
máximo acima do qual não se verifica o fenómeno fotoeléctrico e o potencial de paragem 
deste mesmo metal. 
 Resolução: 
 
 
 
15. No fenómeno fotoeléctrico, a energia incidente sobre um fotão é de 2,5eV. Sabe-se que 
para a extracção do electrão na superfície do metal é necessária uma tensão de 0,5eV 
Determine: 
a) A energia cinética máxima ganha pelo electrão. 
b) A tensão necessária para o efeito. 
 
 
Cazule, Mavehe, Luís