UEM 2021 (Conhecimentos Específicos) — questão 38 de Física

Enunciado em texto
As raias isoladas e descontínuas do espectro do átomo de hidrogênio são associadas a números inteiros positivos . Para Bohr, esses números estariam associados às órbitas do elétron, as quais ele chamou de estados estacionários. Em relação a esse assunto, assinale o que for correto.
(01) De acordo com o modelo atômico de Bohr, as órbitas do elétron no átomo de hidrogênio podem ser consideradas circulares.
(02) De acordo com o modelo atômico de Bohr, o elétron movimenta-se em suas órbitas sem perder energia.
(04) O raio das órbitas do elétron no átomo de hidrogênio é uma função do tipo , em que é uma constante.
(08) Desconsiderando o movimento de translação do átomo de hidrogênio, sua energia em um estado estacionário pode ser escrita como uma função do tipo , em que é uma constante.
(16) Quando um elétron muda de uma órbita para outra, a variação de energia (em módulo) do átomo de hidrogênio entre esses dois estados estacionários é dada pela equação , em que é a constante de Planck e é a frequência do fóton emitido ou absorvido nesse processo.
(Enunciado: Vestibular UEM 2021, 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 modelo de Bohr para o hidrogênio.
(01) Verdadeira. No modelo de Bohr, o elétron descreve órbitas circulares em torno do núcleo.
(02) Verdadeira. É o postulado dos estados estacionários: nessas órbitas o elétron não irradia, apesar de acelerado, e sua energia fica constante.
(04) Falsa. O raio cresce com o quadrado de :
( Å é o raio de Bohr).
(08) Falsa. A energia vai com o inverso do quadrado de :
Com , a energia ficaria cada vez mais negativa nos níveis mais altos, o contrário do que ocorre.
(16) Verdadeira. Ao saltar entre níveis, o átomo emite ou absorve um fóton com energia igual à diferença: .
⚠️ A armadilha: trocar as dependências: raio vai com , energia com (e negativa, subindo para zero quando cresce).
A ideia em uma frase: no átomo de Bohr, órbitas circulares e estacionárias, r ∝ n², E ∝ −1/n², e cada salto troca um fóton de energia hf.
Resposta: soma 19 (01 + 02 + 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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