FACISB 2023 — questão 70 de Física
Enunciado em texto
No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, o elétron só pode ocupar determinadas órbitas. Na figura estão representadas algumas dessas órbitas, em que n refere-se aos níveis de energia que o elétron possui em cada órbita.
[Figura: núcleo positivo (+) no centro e três órbitas circulares concêntricas, indicadas por n = 1 (a menor), n = 2 e n = 3 (a maior); um elétron (e⁻) está sobre a órbita n = 3.]
(www.scielo.org.pe. Adaptado.)
Considere que em um átomo de hidrogênio o elétron esteja na órbita em que n = 5. De acordo com o modelo de Bohr, esse elétron emitirá energia na forma de radiação eletromagnética apenas quando
(A) permanecer na órbita em que n = 5.
(B) efetuar uma transição para qualquer órbita em que n seja maior do que 5.
(C) efetuar uma transição para qualquer órbita em que n seja menor do que 5.
(D) for ejetado do átomo, ionizando-o.
(E) efetuar uma transição para a órbita em que n é igual a 6.
(Enunciado e figura: Vestibular FACISB 2023 — FACISB/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências da Saúde de Barretos Dr. Paulo Prata (FACISB) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: em que situação, no modelo de Bohr, o elétron em n = 5 emite radiação.
Passo 1 — os postulados de Bohr. Numa órbita permitida (estado estacionário), o elétron não irradia, mesmo girando. Ele só troca energia com a radiação ao saltar de uma órbita para outra, e a energia do fóton é a diferença entre os níveis:
Passo 2 — emitir ou absorver. A energia dos níveis cresce com n (no hidrogênio, eV, que fica menos negativa com n maior). Para emitir, o elétron tem de perder energia: tem de ir para um nível mais baixo, com n < 5.
Por que não as outras: (A) parado numa órbita permitida o elétron não irradia. (B) e (E) subir para n > 5 exige absorver energia. (D) arrancar o elétron (ionizar) também exige fornecer energia ao átomo.
⚠️ A armadilha: achar que ir para “uma órbita maior” libera energia. No átomo, o elétron mais afastado tem mais energia; ir para fora custa energia, cair para dentro libera.
A ideia em uma frase: no modelo de Bohr, o elétron emite um fóton só quando cai para um nível de energia menor.
Resposta: alternativa C (transição para órbita com n menor que 5).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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