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Física

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O físico francês Louis de Broglie (1892-1987), em analogia ao comportamento dual onda-partícula da luz, atribuiu propriedades ondulatórias à matéria. Sendo a constante de Planck h = 6,6 × 10⁻³⁴ J s, o comprimento de onda de Broglie para um elétron (massa m = 9 × 10⁻³¹ kg) com velocidade de módulo v = 2,2 × 10⁶ m/s aproximadamente,
Assinale a alternativa que apresenta o comprimento de onda de Broglie para um elétron.
a) 10⁻³,3 m.
b) 10⁻⁹,3 m.
c) 10³,3 m.
d) 10⁻⁹,0 m.
e) 10³,0 m.
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Para calcular o comprimento de onda de Broglie (\( \lambda \)) de uma partícula, utilizamos a fórmula: \[ \lambda = \frac{h}{mv} \] onde: - \( h \) é a constante de Planck (\( 6,6 \times 10^{-34} \, \text{J s} \)), - \( m \) é a massa da partícula (para o elétron, \( 9 \times 10^{-31} \, \text{kg} \)), - \( v \) é a velocidade da partícula (\( 2,2 \times 10^{6} \, \text{m/s} \)). Substituindo os valores na fórmula: \[ \lambda = \frac{6,6 \times 10^{-34}}{(9 \times 10^{-31})(2,2 \times 10^{6})} \] Calculando o denominador: \[ 9 \times 10^{-31} \times 2,2 \times 10^{6} = 1,98 \times 10^{-24} \] Agora, substituindo na fórmula do comprimento de onda: \[ \lambda = \frac{6,6 \times 10^{-34}}{1,98 \times 10^{-24}} \approx 3,33 \times 10^{-10} \, \text{m} \] Convertendo para a notação científica: \[ \lambda \approx 10^{-10,5} \, \text{m} \] Agora, analisando as alternativas: a) \( 10^{-3,3} \, \text{m} \) - muito grande. b) \( 10^{-9,3} \, \text{m} \) - próximo, mas ainda não é o correto. c) \( 10^{3,3} \, \text{m} \) - muito grande. d) \( 10^{-9,0} \, \text{m} \) - também próximo, mas não é o correto. e) \( 10^{3,0} \, \text{m} \) - muito grande. A alternativa que mais se aproxima do resultado calculado é a b) \( 10^{-9,3} \, \text{m} \). Portanto, a resposta correta é: b) \( 10^{-9,3} \, \text{m} \).

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