Física moderna Flashcards
Todo corpo a uma temperatura maior que zero kelvin emite…
Radiação térmica.
Ao aumentar a temperatura, a frequência…
Aumenta (maior energia).
O comprimento de onda da radiação é inversamente proporcional à…
Temperatura.
A luz do Sol é mais brilhante no
comprimento de onda da luz…
Verde (frequência de pico ou frequência máxima).
Infravermelho (500 C) -> Vermelho (4000 C) ->
Laranja (5000 C) ->
Amarelo (7000 C) ->
verde (9000 C) ->
azul (10000 C) ->
Violeta (12000 C)
Cresce em energia.
O que é um corpo negro?
É um absorvedor e emissor ideal de radiação
eletromagnética.
–> É capaz de absorver
toda a radiação eletromagnética que incide sobre ele,
sem nada refletir.
Aquece e resfria rápido.
O pico de intensidade da radiação tende a menores comprimentos de onda à medida que….
A temperatura aumenta (lei de Wien).
A potência é diretamente proporcional à…
Temperatura elevada a 4.
Qual é a constante
de Wien?
b = 2,89 x 10^-3 m.K
–> λ . T = constante (b)
Emissão de energia eletromagnética de uma fonte aquecida é..
Uma emissão descontínua (discreta ou quantizada) de energia.
A energia eletromagnética é
quantizada.
Correto (Max Planck).
A radiação eletromagnética é quantizada e a sua energia está em pacotes, chamados de…
Fótons.
Cada fóton transporta uma energia mínima proporcional à frequência.
Quantum de luz.
Um fóton de luz violeta possui ______ energia do que a de um fóton de luz vermelha.
Mais.
E =
h . f
Qual é a fórmula da quantidade de movimento de um fóton?
Q = h / λ
Quanto maior a frequência, maior a quantidade de movimento?
Sim.
Os fótons possuem energia e
quantidade de movimento,
mas sua massa e carga
elétrica são…
Nulas.
O efeito fotoelétrico ocorre quando…
Uma onda
eletromagnética arranca elétrons dos átomos de uma superfície, ionizando esses átomos.
Cada elétron absorve…
Um fóton.
Se a frequência mínima de ejeção dos elétrons não for atingida, adianta aumentar a amplitude (intensidade) da luz?
Não.
Para cada material, há uma frequência mínima para a ocorrência do…
Efeito fotoelétrico (ejeção de elétrons).
Eincidente = Emínima
Ocorre o efeito fotoelétrico.
Quando a energia incidente é maior que a energia mínima, os elétrons adquirem…
Energia cinética.
hf =
W (energia mínima) + Ec
–> Energia incidente = energia de ejeção + energia cinética
Quanto maior a energia excedente, maior a energia cinética dos elétrons ejetados.
Correto.
Disserte sobre as células fotovoltaicas.
Uma célula fotoelétrica funciona como geradora de energia elétrica a partir
da luz.
–> As células fotoelétricas são constituídas de
filmes de semicondutores que, ao serem iluminadas, liberam elétrons,
produzindo uma corrente elétrica.
–> Efeito fotoelétrico.
Segundo o modelo de _______, os elétrons giram em torno do núcleo percorrendo órbitas circulares (Força centrípeta - movimentos circulares) bem definidas em estados estacionários de energia discreta. Os elétrons emitem radiações apenas quando passam de uma órbita mais energética para outra menos energética.
Bohr.
Disserte, brevemente, sobre o modelo de Bohr.
- Elétrons orbitam em níveis discretos com valores fixos de energia,
chamados de estados estacionários. - Os elétrons podem permanecer nas órbitas sem perder energia.
- Quanto mais externa for a órbita, maior é sua energia. Assim, um
elétron deve absorver energia para “subir” de nível. Para “descer”, ele deve liberar energia.
Como é o átomo de hidrogênio?
O átomo de hidrogênio é o mais simples, sendo constituído por um próton (seu núcleo) e por um elétron que se distribui em torno do núcleo.
O elétron está sujeito à
_________ que o mantém “preso” à sua órbita.
Força elétrica.
A energia “muito negativa” significa que o elétron está _________ fortemente ligado ao núcleo.
Mais.
Disserte sobre as transições elétricas.
- Só há absorção ou emissão de energia
quando o elétron transita entre dois níveis de energia. - A energia do fóton absorvido ou emitido
corresponde à diferença de energia dos níveis transitados.
–> E2 – E1.
Qual é a fórmula da energia das órbitas?
En = E1 / nˆ2
Qual a fórmula dos raios das órbitas?
Rn = n2∙R1
Para ir do 0 ao quinto nível (12,8), é preciso absorver uma energia de…
12,8.
–> 12,8 - 0 = 12,8.
Os fótons possuem um caráter duplo, podendo comportar-se como um fluxo de ondas
(comportamento ondulatório) ou como corpos materiais (comportamento corpuscular).
Dualidade da onda - partícula.
Nos fenômenos ondulatórios, os fótons têm comportamento…
ONDULATÓRIO.
No efeito fotoelétrico (ionização e excitação de átomos), o comportamento dos fótons é….
CORPUSCULAR.
Se as ondas comportam-se como partículas, as partículas podem
comportar-se como ondas.
A teoria de Louis de Broglie.
Elétrons difratam –>
Comportamento ondulatório (dualidade).
Disserte sobre a interferência de Young.
Thomas Young demonstrou os fenômenos da difração e interferência da luz, levando à conclusão que a luz teria natureza
ondulatória.
–> Experimentos feitos com elétrons, do mesmo modo que a de interferência da luz por Young (experimento da fenda dupla) mostraram que havia interferência de elétrons.
Quais são as fórmulas do comprimento de onda?
λ = h / Q ou λ = h / m . v
Disserte sobre a partícula alfa.
É um núcleo de hélio, constituída por dois prótons e dois nêutrons.
Disserte sobre a partícula beta.
É um elétron ou um pósitron (partícula igual ao elétron, mas com carga positiva).
Disserte sobre a partícula gama.
É energia eletromagnética de frequência mais elevada do que os raios x.
Um núcleo estável emite radiação?
Não.
Força nuclear mantém o núcleo…
Coeso (muito mais forte que a força repulsiva elétrica).
Núcleos massivos são…
Instáveis (a força nuclear é mais intensa em curtas distâncias).
Força nuclear forte…
–> atrativa próton - próton
–> atrativa próton - nêutron
–> atrativa nêutron - nêutron
Se a força elétrica repulsiva entre dois
prótons superar a
força nuclear atrativa,
haverá…
Instabilidade no núcleo.
Os nêutrons e os prótons são formados, cada um, por…
Três quarks.
Um próton possui…
Dois quarks up e um quark down.
Beta negativo…
SOMA (aumenta a carga).
Bomba H termonuclear e estrelas como o sol.
Fusão.
Usinas nucleares e bomas nucleares.
Fissão.
É responsável pelos
fenômenos que ocorrem a curta distância no interior do núcleo atômico.
Força nuclear forte.
E =
m . c^2
–> c = velocidade da luz no vácuo.
Qual é a fórmula da variação da massa?
Am = E / c^2
A energia liberada na fusão nuclear é _______ do que na fissão.
Maior.
A teoria da relatividade restrita de Albert Einstein mostra que as noções de espaço e tempo podem…
Ser alteradas.
–> Dois observadores, cada um em seu referencial, podem
registrar tempos e espaços diferentes.
Nada se propaga
mais rápido do que a luz.
Correto.
–> Sua velocidade é absoluta e não depende do referencial.
Quais são os principais postulados da mecânica relativística?
- Todas as leis da física são as mesmas em todos os referenciais.
- A velocidade da luz não depende do referencial adotado.
- A velocidade da luz é uma grandeza absoluta – não depende do referencial.
- O espaço e o tempo são grandezas relativas – dependem do referencial.
- Nada pode se deslocar mais rápido do que a luz no vácuo.
O comprimento observado para um corpo em movimento é ______ do que seu seu comprimento em repouso.
Menor.
Qual é a fórmula do comprimento?
L = L0 . √1 - V^2 / c^2
Maior velocidade, menor…
Comprimento.
Quanto mais rápido um corpo se desloca,
mais _________ o tempo transcorre em seu
referencial.
Devagar.
Qual é a fórmula do tempo?
t = t0 . √1 - V^2 / c^2
Disserte sobre as equações do fator de contração de Lorentz.
L = L0 / fator de contração
t = t0 / fc
fc = 1 / √1 - v^2 / c^2
Dois eventos simultâneos em um referencial inercial não são necessariamente
simultâneos em outro referencial inercial que se move em relação ao primeiro.
Correto.
A massa diminui tanto na fissão quanto na fusão. Parte da massa é convertida em energia.
Correto.
A fissão é uma reação em…
Cadeia.
Disserte sobre a aniquilação de um par.
- Ao colidir, em um acelerador de partículas, um elétron e um pósitron, originam-se dois fótons, aniquilando as partículas que colidiram.
–> Surgem dois fótons na colisão devido à lei de conservação da quantidade de movimento do sistema. - No processo de aniquilação, as massas das partículas dão origem a energia eletromagnética na forma de radiação gama.
(UFRGS) O espectro de radiação emitido por um corpo negro depende basicamente de:
a) seu volume.
b) sua condutividade térmica.
c) sua massa.
d) seu calor específico.
e) sua temperatura.
E.
(UFRGS) Os raios X são produzidos em tubos de vácuo, nos quais elétrons são submetidos a uma rápida desaceleração ao
colidir contra um alvo metálico. Os raios X consistem em um feixe de:
a) elétrons.
b) fótons.
c) prótons.
d) nêutrons.
e) pósitrons.
B.
(UFRGS) O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por uma superfície metálica atingida por radiação eletromagnética.
Correto.
(UFRGS) Em 1887, quando pesquisava sobre a geração e a detecção de ondas eletromagnéticas, o físico Heinrich Hertz (1857 – 1894) descobriu o que hoje conhecemos por efeito fotoelétrico. Após a morte de Hertz, seu principal auxiliar, Philip Lenard (1862 – 1947), prosseguiu a pesquisa sistemática sobre o efeito descoberto por Hertz. Entre as várias constatações experimentais daí decorrentes, Lenard observou que a energia cinética máxima, Kmáx, dos elétrons emitidos pelo metal era dada por uma expressão matemática bastante simples:
Kmáx = Bf – C
Onde B e C são duas constantes cujos valores podem ser determinados experimentalmente. A respeito da referida expressão matemática, considere as seguintes afirmações:
I – A letra f representa a frequência das oscilações de uma força eletromotriz alternada que deve ser aplicada ao metal.
II – A letra B representa a conhecida constante de Planck, cuja unidade no Sistema Internacional é J∙s.
III – A letra C representa uma constante, cuja unidade no Sistema Internacional é J, que corresponde à energia mínima que a luz incidente deve fornecer a um elétron do metal para removê‐lo do mesmo.
Quais são corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas I e III.
d) Apenas II e III.
e) I, II e III.
D.
–> K = Bf - C / Ec = h.f - W
–> A letra f representa a frequência da luz incidente.
(PUCMG) Analise as afirmações a seguir a escolha a opção correta.
Sobre o efeito fotoelétrico, pode‐se dizer que a energia cinética de cada elétron extraído do metal depende:
I. da intensidade da luz incidente.
II. da frequência da luz incidente.
III. do ângulo de incidência da luz.
a) se apenas as afirmativas I e II forem falsas.
b) se apenas as afirmativas II e III forem falsas.
c) se apenas as afirmativas I e III forem falsas.
d) se todas forem verdadeiras.
e) se todas forem falsas.
C.
No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, a energia do átomo:
a) pode ter qualquer valor.
b) tem um único valor fixo.
c) independe da órbita do elétron.
d) tem alguns valores possíveis.
e) possui valores que independem da distância em relação ao núcleo.
D.
(UFRGS) O diagrama representa alguns níveis de energia do átomo de
hidrogênio. Átomos de hidrogênio, inicialmente no estado fundamental,
começam a ser incididos continuamente por radiações eletromagnéticas
de diferentes energias Ei: E1 = 2,3 eV, E2 = 1,9 eV e E3 = 10,2 eV.
Quais destas radiações serão absorvidas pelos átomos de H, sem causar
ionização?
A) Apenas E1.
B) Apenas E2.
C) Apenas E1 e E2.
D) Apenas E2 e E3.
E) E1, E2 e E3.
D.
* Ver foto com resolução.
(UFRGS) No ano de 2013, comemorou‐se o centenário da publicação do modelo atômico de Bohr, uma das bases da moderna teoria quântica. A respeito desse modelo, são feitas as seguintes afirmações.
I ‐ Os elétrons movem‐se em torno do núcleo em órbitas circunferenciais, sob influência da atração
coulombiana, e satisfazem as leis de Newton.
II ‐ Emissão ou absorção de radiação ocorre apenas quando o elétron faz uma transição entre órbitas permitidas.
III ‐ Nem todas as órbitas são permitidas, apenas aquelas nas quais a energia é um múltiplo inteiro de uma quantidade fundamental.
Quais estão corretas?
A) Apenas I.
B) Apenas I e II.
C) Apenas I e III.
D) Apenas II e III.
E) I, II e III.
B.
–> A energia das órbitas não possuem energia correspondente a um múltiplo inteiro de um valor fundamental. No átomo de hidrogênio, por exemplo, os valores das n órbitas são obtidos com a expressão En = - E1 / n^2.
V =
K . Q / d (R)
(UFRGS) Um átomo de hidrogênio tem sua energia quantizada em níveis de energia (En), cujo valor genérico é
dado pela expressão
En = ‐ E / n2
Sendo n igual a 1, 2, 3,… e E igual à energia do estado fundamental (que corresponde a n = 1).
Supondo‐se que o átomo passe do estado fundamental para o terceiro estado excitado (n = 4), a energia do fóton
necessário para provocar essa transição é:
a) E / 16
b) E / 4
c) E / 2
d) 15(E / 16)
e) 17(E / 16)
D.
E1 = - E / 1^2 e E4 = - E / 4^2
–> - E / 16 + E / 1 = 15E / 16
(UFRGS) Um átomo em seu estado fundamental absorve a energia de um fóton e passa para um estado excitado. Sabe‐se que, ao decair para outro estado intermediário (exceto o fundamental), o átomo emite um fóton. Considere as seguintes afirmações a esse respeito.
I ‐ O estado intermediário tem energia maior que o estado fundamental.
II ‐ O fóton emitido tem frequência menor que o fóton absorvido.
III ‐ Ao emitir o fóton, o átomo não recua.
Quais são corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas I e II.
c) Apenas I e III.
d) Apenas II e III.
e) I, II e III.
B.
(PUCRS) Em 1905, Einstein propôs que a luz poderia se comportar como partículas, os fótons, cuja energia E seria dada por E = hf, onde h é a constante de Planck e f é a frequência da luz. Já em 1923, inspirado nas idéias de Einstein, Louis de Broglie propôs que qualquer partícula em movimento poderia exibir propriedades ondulatórias. Assim sendo, uma partícula em movimento apresentaria uma onda associada cujo comprimento de onda λ, seria dado por λ = h / p, onde h é a constante de Planck e p é o momento linear da partícula. Estas relações participam da descrição do
comportamento dualístico (partícula ‐ onda) da matéria. Supondo que um elétron, um próton e uma bola de futebol se movam com a mesma velocidade escalar, a sequência das partículas, em ordem crescente de seus comprimentos de onda associados, é:
a) elétron ‐ bola de futebol ‐ próton
d) bola de futebol ‐ elétron ‐ próton
b) elétron ‐ próton ‐ bola de futebol
e) bola de futebol ‐ próton ‐ elétron
c) próton ‐ bola de futebol ‐ elétron
E.
–> λ = h / m . v
O efeito fotoelétrico e a catástrofe ultravioleta foram explicadas pela física…
Quântica.
Os fótons tem massa…
Nula.
A hipótese de De Broglie observava fenômenos de interferência e difração causados por partículas em movimento. Essa hipótese foi confirmada quando…
Observou-se a duração do feixe de elétrons por monocristais de Níquel.
(UFRN) Sobre o efeito fotoelétrico, marque a alternativa correta:
A) O efeito fotoelétrico depende da intensidade da radiação incidente sobre a placa metálica.
B) Não há frequência mínima necessária para a ocorrência e a constante de Planck.
C) A frequência de corte é fruto da razão entre a função trabalho e a constante de Planck.
D) A energia cinética dos fotoelétrons é diretamente proporcional ao comprimento de onda da radiação incidente.
C.
C =
Lâmida . f
E =
h . f
O comprimento dos corpos diminui na direção do…
Movimento.
Quando a velocidade de um corpo tende à velocidade da luz, sua massa tende…
Ao infinito.
Quantidade de movimento =
h / comprimento de onda
