UEM 2010 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 15 de Física
Enunciado em texto
Sobre as propriedades ondulatórias de radiações e de partículas, assinale o que for correto.
(01) Em uma colisão de um fóton com um elétron, a quantidade de movimento total do sistema diminui em função do espalhamento Compton.
(02) A luz visível apresenta comportamento ondulatório quando sofre difração ou interferência.
(04) Um elétron em movimento possui características ondulatórias, como comprimento de onda característico, e corpusculares, como massa.
(08) Os fótons podem ser considerados partículas de energia, cujo valor independe da frequência do fóton.
(16) Por possuir caráter ondulatório, os elétrons, no interior de um átomo, descrevem órbitas que podem ser descritas por ondas estacionárias.
(Enunciado: Vestibular UEM 2010 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações sobre o comportamento dual (onda e partícula) da luz e da matéria.
(01) Falsa. No efeito Compton, o fóton colide com o elétron como uma partícula, e a quantidade de movimento total do sistema se conserva (é exatamente o que permite calcular o desvio de comprimento de onda). O fóton espalhado perde momento, mas o elétron ganha o mesmo tanto.
(02) Verdadeira. Difração e interferência são fenômenos tipicamente ondulatórios, e a luz os apresenta (experimento de Young).
(04) Verdadeira. Pela hipótese de De Broglie, o elétron tem comprimento de onda (comprovado pela difração de elétrons) e também massa e carga, características de partícula.
(08) Falsa. A energia do fóton é : proporcional à frequência.
(16) Verdadeira. No modelo de De Broglie, as órbitas permitidas são aquelas em que um número inteiro de comprimentos de onda do elétron cabe na circunferência (), formando uma onda estacionária; isso explica a quantização de Bohr.
⚠️ A armadilha: a (01). Espalhamento não quer dizer perda: numa colisão isolada, a quantidade de movimento total sempre se conserva; ela só se redistribui entre o fóton e o elétron.
A ideia em uma frase: luz e elétrons são ondas e partículas ao mesmo tempo; a energia do fóton é hf e o momento se conserva na colisão.
Resposta: soma 22 (02 + 04 + 16).
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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