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Leia a passagem de texto "Assim como o sistema solar proporcionou o primeiro teste significativo das leis da mecânica clássica, o átomo de hidrogênio propiciou o primeiro teste significativo das leis da mecânica quântica. O átomo de hidrogênio é o mais simples dos átomos, consiste de um elétron com carga − e e um núcle com carga + e . Para uma primeira aproximação, o núcleo, com uma massa muito maior que a massa do elétron, pode ser considerado um objeto fixo. Isso significa que seria possível entender as propriedades do átomo de hidrogênio resolvendo o problema de uma partícula da mecânica quântica, o problema de um elétron sujeito ao potencial de Coulomb V ( r ) = − e 2 4 π ϵ 0 r ". Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: PHILLIPS A. C.. Introduction to quantum mechanics. Chichester: Wylei, 2003, p.179. (tradução do autor da questão). Considerando o átomo de hidrogênio no estado fundamental, de acordo o texto acima e com o livro-base, Introdução à mecânica quântica, leia as afirmações a seguir (Assuma R = 10 − 15 m o raio do núcleo e, o raio de Bohr, a = 10 − 10 m . Use a expansão em série de Taylor, e x ≈ 1 + x + x 2 2 + x 3 6 + ⋯ ): I. A probabilidade de encontrar o elétron no interior no núcleo é P ( R ) = 2 R 3 3 a 3 ≈ 10 − 15 II. A probabilidade de encontrar o elétron no interior no núcleo é P ( R ) = 2 R 3 5 a 3 ≈ 10 − 15 III. A probabilidade de encontrar o elétron no interior no núcleo é P ( R ) = 4 R 3 3 a 3 ≈ 10 − 15 IV. A probabilidade de encontrar o elétron no interior no núcleo é P ( R ) = 2 R 3 a 3 ≈ 10 − 15 V. A probabilidade de encontrar o elétron no interior no núcleo é P ( R ) = 5 R 3 7 a 3 ≈ 10 − 15 Está correto apenas o que se afirma em: A I. B II. C III. D IV. E V.
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Giovane Ferreira

anteontem

Respostas

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anteontem

Vamos analisar cada uma das afirmações sobre a probabilidade de encontrar o elétron no interior do núcleo do átomo de hidrogênio: I. A probabilidade de encontrar o elétron no interior do núcleo é P(R) = 2R³/3a³ ≈ 10⁻¹⁵. Essa fórmula parece correta, considerando a relação entre o raio do núcleo e o raio de Bohr. II. A probabilidade de encontrar o elétron no interior do núcleo é P(R) = 2R³/5a³ ≈ 10⁻¹⁵. Essa fórmula não é a correta, pois o fator 5 não se alinha com a relação esperada. III. A probabilidade de encontrar o elétron no interior do núcleo é P(R) = 4R³/3a³ ≈ 10⁻¹⁵. Essa fórmula também não parece correta, pois o fator 4 não é o esperado. IV. A probabilidade de encontrar o elétron no interior do núcleo é P(R) = 2R³/a³ ≈ 10⁻¹⁵. Essa fórmula é uma simplificação que pode ser considerada correta, dependendo do contexto. V. A probabilidade de encontrar o elétron no interior do núcleo é P(R) = 5R³/7a³ ≈ 10⁻¹⁵. Essa fórmula não é a correta, pois o fator 7 não se alinha com a relação esperada. Com base nessa análise, as afirmações corretas são I e IV. No entanto, como a pergunta pede para assinalar apenas uma alternativa, a alternativa que contém a afirmação correta é: A I.

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