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02. (UFC) O gráfico mostrado a seguir resultou de uma experiência na qual a superfície metálica de uma célula fotoelétrica foi iluminada, separadamente, por duas fontes de luz monocromática distintas, de fre- qüências v1=6,0×1014Hz e v2=7,5×1014Hz, respectivamente. As energias cinéticas máximas, K1 = 2,0 eV e K2 = 3,0 eV, dos elétrons arrancados do metal, pelos dois tipos de luz, estão indicadas no gráfico. A reta que passa pelos dois pontos experimentais do gráfico obedece à relação es- tabelecida por Einstein para o efeito fotoelétrico, ou seja,K = hv -φ,onde h é a constante de Planck e φ é a chamada função trabalho, característica de cada material.Baseando-se na relação de Einstein, o valor calculado de φ, em elétron-volts, é: a) 1,3 b) 1,6 c) 1,8 d) 2,0 e) 2,3 03. (UFJF) O modelo atômico de Bohr, aperfeiçoado por Sommerfeld, prevê órbitas elípticas para os elétrons em torno do núcleo, como num sistema planetário. A afirmação “um elétron encontra-se exatamente na posição de menor distância ao núcleo (periélio) com velocidade exata- mente igual a 107m/s” é correta do ponto de vista do modelo de Bohr, mas viola o princípio: a) da relatividade restrita de Einstein. b) da conservação da energia. c) de Pascal. d) da incerteza de Heisenberg. e) da conservação de momento linear. 04. (UFRS) Um átomo de hidrogênio tem sua energia quantizada em níveis de energia (En), cujo valor genérico é dado pela expressão En = -E0/n 2, sendo n igual a 1, 2, 3, ... e E0 igual à energia do estado fundamental (que corresponde a n = 1).Supondo-se que o átomo passe do estado fundamental para o terceiro nível excitado (n = 4), a energia do fóton necessário para provocar essa transição é a) 1/16 E0. b) 1/4 E0. c) 1/2 E0. d) 15/16 E0 e) 17/16 E0. 05. (UFPE) A função trabalho (ou potencial de superfície) do césio metálico é 1,8 eV. Iluminando-se este metal com luz de comprimento de onda λ = 0,33 x 10-6 m, são liberados elétrons da superfície. Calcule o máximo valor da energia cinética destes elétrons em unidades de 10-20 J (considere que o experimento é realizado no vácuo). 06. (UFPE) Para liberar elétrons da superfície de um metal é neces- sário iluminá-lo com luz de comprimento de onda igual ou menor que 6,0 × 10-7m. Qual o inteiro que mais se aproxima da freqüência óptica, em unidades de 1014 Hz, necessária para liberar elétrons com energia cinética igual a 3,0 eV? 07. (UFC) Na figura a seguir, as flechas numeradas de 1 até 9 repre- sentam transições possíveis de ocorrer entre alguns níveis de energia do átomo de hidrogênio, de acordo com o modelo de Bohr. Para ocorrer uma transição, o átomo emite (ou absorve) um fóton cuja energia (hc/λ) é igual a |∆E| (h é a constante de Planck, c é a velocidade da luz no vácuo, λ é o comprimento de onda do fóton e ∆E é a diferença de energia entre os dois níveis envolvidos na transição). Suponha que o átomo emite os fótons X e Y, cujos comprimentos de onda são, respectivamente, λx = 1,03 x 107 m e λy = 4,85 x 107 m. As transições corretamente associadas às emissões desses dois fótons são (use h = 4,13 x 10-15 eV.s e c = 3,0 x 108 m/s): a) 4 e 8 b) 2 e 6 c) 3 e 9 d) 5 e 7 e) 1 e 7 08. (UFPE) De acordo com o modelo de Bohr, os níveis de energia do átomo de hidrogênio são dados por En = - 13,6/n2, em eV. Qual a energia, em eV, de um fóton emitido quando o átomo efetua uma transição entre os estados com n = 2 e n = 1? a) 13,6 b) 10,2 c) 5,6 d) 3,4 e) 1,6 09. (ITA) Considere as seguintes afirmações: I. No efeito fotoelétrico, quando um metal é iluminado por um feixe de luz monocromática, a quantidade de elétrons emitidos pelo metal é diretamente proporcional à intensidade do feixe incidente, indepen- dentemente da freqüência da luz. II. As órbitas permitidas ao elétron em um átomo são aquelas em que o momento angular orbital é n h / 2π, sendo n = 1, 3, 5... . III. Os aspectos corpuscular e ondulatório são necessários para a des- crição completa de um sistema quântico. IV. A natureza complementar do mundo quântico é expressa, no formalismo da Mecânica Quântica, pelo princípio de incerteza de Heisenberg. Quais estão corretas ? a) I e Il. b) I e IIl. c) I e IV. d) II e III. e) III e IV. 10. (UNICAMP) O efeito fotoelétrico, cuja descrição por Albert Einstein está completando 100 anos em 2005 (ano internacional da Física), consis- te na emissão de elétrons por um metal no qual incide um feixe de luz. No processo, “pacotes” bem definidos de energia luminosa, chamados fótons, são absorvidos um a um pelos elétrons do metal. O valor da energia de cada fóton é dado por E(fóton) = h f, onde h = 4 × 10-15 eV.s é a chamada constante de Planck e f é a freqüência da luz incidente. Um elétron só é emitido do interior do metal se a energia do fóton absorvido for maior que uma energia mínima. Para os elétrons mais fracamente ligados ao metal, essa energia mínima é chamada função trabalho W e varia de metal para metal (ver a tabela a seguir). Considere c = 300.000 km/s. a) Calcule a energia do fóton (em eV), quando o comprimento de onda da luz incidente for 5 × 10-7 m. b) A luz de 5 × 10-7 m é capaz de arrancar elétrons de quais dos metais apresentados na tabela? c) Qual será a energia cinética de elétrons emitidos pelo potássio, se o comprimento de onda da luz incidente for 3 × 10-7 m? Considere os elétrons mais fracamente ligados do potássio e que a diferença entre a energia do fóton absorvido e a função trabalho W é inteiramente convertida em energia cinética. 10 FÍ SI CA II Prof. Sérgio Torres Apostila-04 Física 15/05/2010 35/52 Sergio Torres fisica
