Ed
há 2 meses
Para resolver essa questão sobre efeito túnel, siga os passos abaixo: 1. Entenda o problema: - Energia dos elétrons \( E = 3,6 \, eV \) - Altura da barreira \( U = 5,0 \, eV \) - Número de elétrons \( N = 100 \) - Queremos saber quantos elétrons conseguem atravessar a barreira por tunelamento. 2. Fórmula do coeficiente de transmissão (T) pelo efeito túnel: Para uma barreira retangular, a probabilidade de um elétron atravessar a barreira é dada por: \[ T \approx e^{-2 \alpha L} \] onde \[ \alpha = \frac{\sqrt{2m(U - E)}}{\hbar} \] - \( m \) é a massa do elétron (\(9,11 \times 10^{-31} \, kg\)) - \( \hbar = \frac{h}{2\pi} = 1,055 \times 10^{-34} \, J \cdot s \) - \( L \) é a largura da barreira (não fornecida no enunciado, precisa ser dada para cálculo exato) 3. Conversão de energia para joules: \[ 1 \, eV = 1,6 \times 10^{-19} \, J \] \[ U - E = (5,0 - 3,6) \, eV = 1,4 \, eV = 1,4 \times 1,6 \times 10^{-19} = 2,24 \times 10^{-19} \, J \] 4. Cálculo de \(\alpha\): \[ \alpha = \frac{\sqrt{2 \times 9,11 \times 10^{-31} \times 2,24 \times 10^{-19}}}{1,055 \times 10^{-34}} \] \[ \alpha = \frac{\sqrt{4,08 \times 10^{-49}}}{1,055 \times 10^{-34}} = \frac{6,39 \times 10^{-25}}{1,055 \times 10^{-34}} = 6,06 \times 10^{9} \, m^{-1} \] 5. Número de elétrons que atravessam: \[ N_{atravessam} = N \times T = 100 \times e^{-2 \alpha L} \] Sem o valor de \(L\) (largura da barreira), não é possível calcular o valor exato. Se o problema fornecer \(L\), substitua e calcule. --- Resumo: Para determinar quantos elétrons atravessam a barreira pelo efeito túnel, é necessário conhecer a largura da barreira \(L\). Com \(L\), calcula-se \(T = e^{-2 \alpha L}\) e multiplica-se pelo número total de elétrons.
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