UNEMAT 2007 — questão 3 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a única afirmação verdadeira de física atômica e nuclear.

(B) — correta. Desde o modelo de Bohr, a energia do elétron ligado ao átomo é quantizada: ele só pode ocupar certos níveis de energia permitidos. É por isso que cada elemento emite e absorve luz só em certas frequências (o espectro de linhas).

(A) — errada. A fusão de núcleos leves (como no Sol, onde hidrogênio vira hélio) libera muita energia: a massa dos produtos é menor que a dos reagentes, e a diferença aparece como energia, $E = \Delta m\,c^2$.

(C) — errada. Praticamente toda a massa do átomo está no núcleo: cada próton ou nêutron tem cerca de 1 836 vezes a massa de um elétron. O núcleo tem mais de 99,9% da massa, não a metade.

(D) — errada. Os raios X têm comprimento de onda menor que o da luz visível (frequência e energia maiores), da ordem de 10⁻¹⁰ m, contra cerca de 4 · 10⁻⁷ m a 7 · 10⁻⁷ m do visível.

(E) — errada. O elétron já era conhecido (Thomson). O espalhamento de partículas alfa por Rutherford revelou o núcleo: um centro pequeno, denso e positivo, com o átomo sendo em grande parte espaço vazio.

⚠️ A armadilha: associar Rutherford ao elétron. O que a experiência mostrou foi que algumas alfas voltavam, o que só se explica com quase toda a massa e a carga positiva concentradas num núcleo minúsculo.

A ideia em uma frase: elétron ligado só tem energias permitidas; fusão libera energia; a massa está no núcleo; raio X tem comprimento de onda menor que a luz.

Resposta: alternativa B (a energia do elétron ligado é quantizada).