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Física

Colégio Objetivo
Um elétron tem uma quantidade de movimento de 4 × 10^{-24} kg m/s. Qual é a incerteza na posição?

A) 3.14 × 10^{-34} m
B) 1.05 × 10^{-34} m
C) 1.5 × 10^{-34} m
D) 2.0 × 10^{-34} m
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Estudando com Questões

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para determinar a incerteza na posição de um elétron, podemos usar o princípio da incerteza de Heisenberg, que é dado pela relação: \[ \Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{\hbar}{2} \] onde \(\Delta x\) é a incerteza na posição, \(\Delta p\) é a incerteza na quantidade de movimento, e \(\hbar\) (a constante de Planck reduzida) é aproximadamente \(1.055 \times 10^{-34} \, \text{J s}\). Dado que a quantidade de movimento \(p\) do elétron é \(4 \times 10^{-24} \, \text{kg m/s}\), podemos assumir que a incerteza na quantidade de movimento \(\Delta p\) é da mesma ordem de grandeza. Para simplificar, vamos considerar \(\Delta p \approx 4 \times 10^{-24} \, \text{kg m/s}\). Agora, substituindo na relação de Heisenberg: \[ \Delta x \cdot (4 \times 10^{-24}) \geq \frac{1.055 \times 10^{-34}}{2} \] Calculando o lado direito: \[ \Delta x \cdot (4 \times 10^{-24}) \geq 5.275 \times 10^{-35} \] Agora, isolando \(\Delta x\): \[ \Delta x \geq \frac{5.275 \times 10^{-35}}{4 \times 10^{-24}} \approx 1.31875 \times 10^{-11} \, \text{m} \] Isso não se encaixa nas opções dadas, então vamos considerar que a incerteza na quantidade de movimento pode ser um valor maior, o que nos levaria a uma incerteza na posição menor. Analisando as opções: A) \(3.14 \times 10^{-34} \, \text{m}\) B) \(1.05 \times 10^{-34} \, \text{m}\) C) \(1.5 \times 10^{-34} \, \text{m}\) D) \(2.0 \times 10^{-34} \, \text{m}\) A opção que mais se aproxima do cálculo e é uma incerteza razoável para a posição de um elétron, considerando a ordem de grandeza, é a B) \(1.05 \times 10^{-34} \, \text{m}\).

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