Exercicios de fisca moderna

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DELEGAÇÃO DA BEIRA
FACULDADE DE CIÊNCIAS E MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA

Alguns Exercícios de Física Moderna

Constantes:h=6,62.10-34 J.s, e=1,6.10-19C, me=0,91.10-30Kg, 1 eV=1,6. -19J,
σ=5,67. 10-8 W.m-2.K-4, b=2,9. 10-3 m.K, 1Cal=4,19J

1. Como se comporta a luz e que propriedades possui durante a sua emissão e absorção?
2. Indique que medidas a tomar para encontraro valor da constante de Planck mediante a experiência do efeito fotoeléctrico?(1.17)
3. O que é o efeito fotoeléctrico? Explique este fenómeno
4. Explique o efeito Compton.
5. Enuncie o principio de Incerteza de Heinzemberg e deduza a sua expressão discutindo a medida da posição de um electrão que passa através de um diafragma com abertura ΔX.
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6. Discuta a partícula dentrode um poço de potencial de profundidade infinita
7. Faça análise da energia do ponto zero do oscilador linear harmónico.
a) No caso da física clássica.
b) No caso da mecânica quântica moderna
8. Luz amarela de uma lâmpada de vapor de sódio tem um comprimento de onda de 589 nm. Qual é a energia dos fotões correspondentes?
9. Durante o decaimento radiativo, um certo núcleo emiteum raio gama cuja energia do fotão é 1,31 MeV.
a) A que comprimento de onda corresponde o fotão?
b) Qual é o impulso deste fotão?

10. Durante uma desintegração radioactiva, um certo núcleo emite um raio gama cujo fotão tem energia 1,35 MeV.
a) A que comprimento de onda corresponde o fotão?
b) Qual é o impulso deste fotão?
11. Determine os comprimentos de onda e diga de queraios se trata sabendo que as massas do fotão as seguintes:
a) m=8,82.10-35Kg
b) m=1,779. 10-30Kg
12. O limite vermelho para um certo metal é de 275nm. Calcular:
a) O trabalho de extracção do metal ( em eV)
b) A velocidade máxima dos electrões saídos do metal com comprimento de onda 180 nm.
c) A energia cinética máxima dos electrões
13. Um feixe deraios X de comprimento de onda 22 pm (energia do fotão=56 KeV) é espalhado por um alvo de carbono, e a radiação desviada é observada sob o ângulo de 85 º em relação à direcção do feixe incidente.
a) Qual é o deslocamento de Compton?
b) Que percentagem da sua energia inicial é perdida pelo fotão do raio X incidente?
14. Qual deve ser o comprimento de onda de raio X se dadifusão de Compton de grafite sob o ângulo de 42º se o comprimento de onda difuso é de 40nm?
15. A potência de radiação do corpo negro é igual à 34Kw. Calcular a temperatura desse corpo se a sua superfície tem de área 0,6m2 .
16. Calcule a temperatura do fogão se se conhece que do seu orifício de 6,1cm2, irradia-se num segundo 8,28Cal. Considere a radiação como próxima a do corpo negro.
17. Osquantuns de luz de energia E=4,9eV arracam os foto electrões do metal, com o trabalho de extracção A=4,5eV. Calcular o impulso máximo atribuído à superfície do metal como resultado de saída de cada electrão.
18. Com que velocidade deve se mover o electrão para que a sua energia cinética seja igual a energia do fotão com o comprimento de onda de 520nm?
19. Que energia (em MeV) deve possuir ofotão para que sua massa seja igual a massa de repouso do electrão?
20. Durante o fotoefeito da superfície de platina o potencial retardador tornou-se igual à 0,8V. Calcule o comprimento de onda máximo para o qual é possível o efeito fotoeléctrico externo. (A=5,3eV)
21. Calcular a constante Planck se é conhecido que os fotoelectões extraídos da superfície do metal pela luz de frequência de2,2. 1015 s-1, se estes retardam completamente pelo potencial retardador de 6,6V e os extraídos pela luz de frequência 4,6.1015 s-1 pelo potencial de 16,5V.
22. Calcular o potencial retardador para electrões que irradiam durante a iluminação do potássio pela luz de de comprimento de onda de 330nm (A=2eV).
23. Calcular a massa dos fotões:
a) Da luz infravermelha com λ= 700nm
b)...
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