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Questão 20

ITA 2012
Física

(ITA - 2012)

Considere as seguintes afirmações:

I. As energias do átomo de Hidrogênio do modelo de Bohr satisfazem a relação, En = −13,6/n2 eV, com n = 1, 2, 3, ...; portanto, o elétron no estado fundamental do átomo de Hidrogênio pode absorver energia menor que 13,6 eV.

II. Não existe um limiar de frequência de radiaçâo no efeito fotoelétrico.

III. O modelo de Bohr, que resulta em energias quantizadas, viola o princípio da incerteza de Heisenberg.

Então, pode-se afirmar que 

A

apenas a II é incorreta.

B

apenas a I e II são corretas.

C

apenas a I e III são incorretas.

D

apenas a I é incorreta. 

E

todas são incorretas.

Gabarito:

apenas a II é incorreta.



Resolução:

Analisando as afirmativas:

I) [CORRETA]

E_n = frac{13,6}{n^2}

E_1 = frac{-13,6V}{1^2} = -13,6eV

E_2 = frac{-13,6V}{2^2} = -3,4eV

Delta E = E_2 - E_1 = -3,4eV - (-13,6eV) = 10,2 eV

10,2 eV < 13,6 eV

Logo, o elétron no estado fundamental do átomo de hidrogênio pode absorver energia menor que 13,6 eV.

II) [INCORRETA] O efeito fotoelétrico consiste na ejeção de elétrons de um material exposto a radiação eletromagnética. Esses elétrons absorvem energia de fótons que, se forem maiores que a energia mínima para arrancar os elétrons, provocam a ejeção deles. Acontece que a energia de cada fóton depende da sua frequência, o que faz existir uma frequência mínima para o efeito fotoelétrico. Isso pode ser percebido analisando a equação do efeito fotoelétrico:

E_{max} = hf - phi

Onde Emax é a energia cinética máxima dos elétrons expelidos, hf é a energia do fóton, sendo h a constante de Planck e f a frequência e Φ é a energia mínima para arrancar o elétron.

III) [CORRETA]  O Princípio da Incerteza de Heisenberg diz que é impossível determinar com precisão a posição e o momento angular do elétron simultaneamente. O átomo de Bohr visa esse princípio ao ser possível determinar o momento angular que, de acordo com o segundo postulado de Bohr, é  mor = frac{nh}{2pi}  e a posição do elétron

(raio da órbita, obtido ao relacionar a velocidade isolada a partir da equação do movimento angular, à força centrípeta do movimento circular do elétron em órbita).

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