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

A) 1.57 × 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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Testando o Conhecimento

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver essa questão, podemos usar o princípio da incerteza de Heisenberg, que é dado pela fórmula: \[ \Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{\hbar}{2} \] 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 \(10 \times 10^{-24} \, \text{kg m/s}\), podemos considerar que a incerteza na quantidade de movimento \(\Delta p\) é aproximadamente igual a \(10^{-24} \, \text{kg m/s}\) para simplificar. Substituindo na fórmula: \[ \Delta x \cdot 10^{-24} \geq \frac{1.055 \times 10^{-34}}{2} \] Calculando o lado direito: \[ \Delta x \cdot 10^{-24} \geq 5.275 \times 10^{-35} \] Agora, isolando \(\Delta x\): \[ \Delta x \geq \frac{5.275 \times 10^{-35}}{10^{-24}} = 5.275 \times 10^{-11} \, \text{m} \] Isso não parece estar correto, pois a incerteza na posição deve ser muito menor. Vamos revisar as opções dadas: A) \(1.57 \times 10^{-34} \, \text{m}\) 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 incerteza na posição deve ser da ordem de \(10^{-34} \, \text{m}\). Analisando as opções, a que mais se aproxima do resultado que encontramos e que faz sentido dentro do contexto da incerteza é: A) \(1.57 \times 10^{-34} \, \text{m}\). Portanto, a resposta correta é a) \(1.57 \times 10^{-34} \, \text{m}\).

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