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178 Questões To da s as q ue st õe s fo ra m re pr od uz id as d as p ro va s or ig in ai s de q ue fa ze m p ar te . 1. (UFPE) Sobre os modelos atômicos de Thomson, Rutherford e Bohr, podemos fazer as seguintes afirmações. [Indique as alternativas verdadeiras (V) e falsas (F).] ( ) A partir do resultado do espalhamento de partículas a por folhas metáli- cas finas, Rutherford concluiu que a densidade de carga positiva do mo- delo atômico de Thomson era muito maior que a real. ( ) A estabilidade do átomo de Bohr era garantida por um postulado, pois, de acordo com a física clássica, um elétron em movimento circular teria per- das de energia por irradiação devido a sua aceleração centrípeta. ( ) De acordo com o modelo de Rutherford, os elétrons se distribuem em ór- bitas quantizadas na região ao redor do núcleo denominada eletrosfera. ( ) A razão entre as energias quantizadas de duas órbitas no modelo atômi- co de Bohr para o átomo de hidrogênio é igual à razão entre os números quânticos associados a essas órbitas. ( ) No modelo atômico de Bohr para o átomo de hidrogênio, o produto da ve- locidade do elétron pelo raio da órbita é quantizado. 2. (Ufop-MG) Os níveis de energia do átomo de hidrogênio em elétrons-volts (eV) são dados por En 5 213,6/n2. A radiação presente em transições envol- vendo o primeiro estado excitado (n 5 2) tem comprimento de onda na região do visível. Um elétron que está inicialmente no primeiro estado excitado ab- sorve um fóton de luz visível (comprimento de onda igual a 480 3 1029 m) e é promovido a um novo estado excitado. Levando em conta as aproximações dos valores da constante de Planck (h) e da velocidade da luz no vácuo (c), marque a alternativa que melhor represen- ta o valor de n do novo estado excitado. a) 5 b) 4 c) 3 d) 1 Dados: h 5 4 3 10215 e V ? s, c 5 3 3 108 m/s 3. (UFU-MG) Um átomo excitado emite energia, muitas vezes em forma de luz visível, porque: a) um dos elétrons decai para níveis de energia mais baixos, aproximando-se do núcleo. b) um dos elétrons foi arrancado do átomo. c) um dos elétrons desloca-se para níveis de energia mais altos, afastando-se do núcleo. d) os elétrons permanecem estacionários em seus níveis de energia. 4. (UFRGS-RS) Um átomo de hidrogênio tem sua energia quantizada em níveis de energia (EŠ), cujo valor genérico é dado pela expressão En 5 2 Eo ___ n2 , sendo n igual a 1, 2, 3, ... e E0 igual à energia do estado fundamental (que corresponde a n 5 1). Supondo-se que o átomo passe do estado fundamental para o ter- ceiro nível excitado (n 5 4), a energia do fóton necessária para provocar essa transição é: a) 1 ____ 16 E 0 d) 15 ____ 16 E 0 b) 1 ___ 4 E 0 e) 17 ____ 16 E 0 c) 1 __ 2 E 0 5. (Unir-RO) O famoso físico alemão Albert Einstein, em 1905, usando um argu- mento idealizado por seu compatriota, o físico Max Planck, explicou o fenô- meno em que elétrons são arrancados de metais quando estes são expostos a ondas eletromagnéticas de determinadas frequências (efeito fotoelétrico). Esse feito contribuiu para o surgimento de uma nova área da Física denominada: a) Teoria da Relatividade Geral. d) Física Nuclear. b) Mecânica Quântica. e) Teoria de Cordas. c) Teoria da Relatividade Restrita. 1. Gabarito F V F F V a. Falsa. Rutherford concluiu que a densidade era menor do que a real. b. Verdadeira. Toda carga acelerada, seja essa aceleração centrípeta ou linear, emite radia- ção, diminuindo assim sua energia. No caso do átomo de Bohr essa emissão não ocorre, fato postulado por ele. c. Falsa. Essa é uma descrição feita por Bohr. d. Falsa. Será igual a razão inversa dos núme- ros quânticos ao quadrado. Para o átomo de hidrogênio: E N 5 213,6 _______ n N 2 Æ E 1 ___ E 2 5 213,6 _______ n 1 2 _______ 213,6 _______ n 2 2 Æ E 1 ___ E 2 5 n 2 2 ___ n 1 2 e. Verdadeira. A partir do momento angular pode-se chegar à expressão do raio vezes a velocidade: l 5 r ? p (onde p é o momento linear, nesse produto leva-se em conta somente os módu- los do raio e do momento linear). l 5 n ? h _____ p (onde n é um número inteiro e h é a constante de Planck) Unindo as duas equações, teremos: r ? p 5 n ? h _____ p Æ r ? m ? v 5 n ? h _____ p Æ r ? v Æ Æ n ? h _______ m ? p Como no segundo membro a única variável é o n e ele é quantizado, logo o valor do pro- duto do raio pela velocidade também será quantizado. 2. Alternativa b Encontrando-se a frequência da onda que com- põe o fóton, teremos: v 5 † ? f Æ 3 ? 1 0 8 5 480 ? 1 0 29 ? f Æ Æ f 5 6,25 ? 1 0 14 Hz A energia do fóton pode ser calculada: E 5 h ? f Æ E 5 4 ? 1 0 215 ? 6,25 ? 1 0 14 Æ Æ E 5 2,5 eV A energia do fóton será considerada como a variação de energia do elétron, sendo assim: ∆E 5 E2 2 En Æ 2,5 5 213,6 _______ n 2 2 ( 213,6 _______ 2 2 ) Æ Æ 213,6 _______ n 2 5 20,9 Æ n 2 5 213,6 _______ 20,9 Æ n 2 5 5 15,1 Æ n 5 3,88 Æ n 5 4 (devido às apro- ximações na velocidade da luz e na constante de Planck) 3. Alternativa a Quando um elétron decai para um nível de energia menor, mais próximo do núcleo, a dife- rença de energia entre o nível em que ele es- tava e o nível para onde ele foi é emitida na forma de um fóton. 4. Alternativa d A energia do fóton será igual a variação de energia entre os estados excitados. ∆E 5 Ef 2 Ei Æ ∆E 5 2 E 0 _____ 4 2 2 ( 2 E 0 _____ 1 2 ) Æ Æ ∆E 5 2 E 0 _____ 16 1 E 0 ___ 1 Æ ∆E 5 15 ? E 0 _______ 16 5. Alternativa b Embora fortemente criticada por Albert Einstein, foi sua teoria de luz quantizada em fótons que deu início à Mecânica Quântica. TCF_VU_LA_CADERNO_REVISAO_176A181.indd 178 27/02/14 14:46