Questões de Física - Física moderna

Quando uma superfície metálica é exposta à radiação eletromagnética com frequência suficientemente alta, ocorre a emissão de elétrons, fenômeno conhecido como efeito fotoelétrico. A energia mínima necessária para remover um elétron dessa superfície metálica é chamada função trabalho (Φ) do metal.

Considere que um veículo espacial esteja em órbita ao redor da Terra e que, devido ao efeito fotoelétrico causado pela luz solar, tenha acumulado cargas elétricas em sua superfície.

Sabendo que o casco desse veículo é revestido por Níquel, cuja função trabalho é ΦNi = 8 × 10^–19 J, e adotando o valor h = 6,6 × 10^–34 J · s para a constante de Planck, a menor frequência do espectro solar capaz de fazer com que o casco desse veículo espacial emita fotoelétrons é, aproximadamente,

O espectro de raios X é composto por duas partes. A primeira, referente ao espectro contínuo, é advinda do efeito breamsstrahlung, e a segunda referente ao espectro característico do alvo (ânodo). No efeito breamsstrahlung temos que um elétron colide com um átomo do ânodo e a diferença da energia cinética antes e após a colisão é igual à energia de um fóton de raio X emitido. Considere que a energia cinética inicial de um elétron é 40.000 eV e que sua energia após a colisão seja 20.000 eV . Considere que a constante de Planck seja aproximadamente 4,0 X 10^-15 eV. 

 A frequência da radiação X emitida neste processo, em Hertz, é

    Como forma de economia de energia elétrica, pode-se fazer com que a iluminação pública seja acionada automaticamente, conforme a luminosidade do ambiente. Para que isso ocorra, os postes devem ser equipados com sensores conhecidos como fotocélulas. Por meio de uma pequena abertura, os sensores, ao detectarem os raios de luz, interrompem o circuito elétrico e as luzes são então apagadas. Quando os sensores não captam a luz do Sol, o circuito é fechado e as lâmpadas são acionadas.

     É correto afirmar que o princípio de funcionamento desses sensores baseia-se no

Para ilustrar o modelo atômico de Bohr, um professor de Física propõe uma atividade em que circunferências concêntricas desenhadas no chão representam os níveis de energia do átomo de hidrogênio, conforme a figura.

Um aluno, fazendo o papel do elétron ligado ao átomo, posiciona-se sobre uma das circunferências. Assim como o elétron, o aluno possuirá energia correspondente ao nível de energia da circunferência na qual se encontra. O professor de Física posiciona-se do lado de fora das circunferências e lança bolas numeradas com valores de energia, em eV, para o aluno. Ao conseguir apanhar uma bola, que simboliza um fóton, o aluno deve conferir o valor de energia numerado na bola e saltar diretamente para a circunferência que equivale ao seu saldo de energia.

Suponha que o aluno esteja na circunferência de n = 2 e apanhe uma bola numerada com 2,86 eV. Nesse momento, ele deverá saltar imediatamente para a circunferência de

A figura a seguir descreve os níveis das energias eletrônicas descritas por Bohr para o átomo de hidrogênio, em termos do seu correspondente número quântico n.

Considere que h = 4,5x10^-15 e Va

Qual é a frequência do fóton emitido, em 100Hz quando o elétron decai do segundo estado excitado para o fundamental?

Em 1905, Albert Einstein propôs que a luz pode ser tratada como um conjunto discreto de pacotes de energia, hoje conhecidos como fótons. Cada fóton possui uma energia E = hf, onde h é a constante de Planck  (6,63x10^–34 J.s)  e  f  a  frequência  associada  às ondas luminosas. Com base nessas informações, as luzes de cores azul, vermelho e verde, podem ser ordenadas, em termos das energias de cada fóton, da seguinte forma: