Física Moderna

1. Física Moderna Professor José Godinho

2. O efeito fotoelétrico O Problema: A luz composta de pacotes de energia (fótons), ao atingir uma chapa metálica gera uma corrente elétrica, pois libera elétrons da placa. Alguns raios provocam o efeito fotoelétrico outros não. (elétrons saltados do átomo) Albert Einstein, recebeu o prêmio Nobel de Física em 1921por explicar o efeito fotoelétrico. • A Explicação de Einstein: • O efeito fotoelétrico não depende da intensidade – (Amplitude) • O efeito fotoelétrico depende da energia da onda – (Freqüência) • O efeito fotoelétrico depende da função trabalho do material, ou seja, a energia do foton deve ser maior que a função trabalho. • Quanto maior a freqüência do foton incidente maior a energia cinética do elétron ejetado. Por isso os raios infravermelhos não provocavam o efeito fotoelétrico enquanto os raios ultravioletas sim.

3. Freqüência de corte para alguns metais • Sódio – 5,5.1014 hz • Potássio – 4,22.1014 hz • Cobre – 1,13.1015 hz • Prata – 1,14.1015 hz • Platina – 1,53.1015 hz

4. Efeito Comptom Efeito Compton ou o Espalhamento de Compton, é a diminuição de energia (aumento de comprimento de onda) de um fóton de raio-X ou de raio gama, quando ele interage com a matéria. Não pode explicar alguma variação no comprimento de onda. A luz deve agir como se ela consistisse de partículas como condição para explicar o espalhamento de Compton. O experimento de Compton convenceu físicos que a luz pode agir como uma corrente de partículas cuja energia é proporcional à frequência.

5. As quatro interações do universo • Gravitacional – mais fraca, porém a de maior alcance (responsável pela estabilidade do universo) – mediador é o graviton. • Forte – curtas distâncias, no interior do núcleo (responsável pela estabilidade nuclear) – mediador é o gluon. • Fraca – Ao emitir radiação o núcleo é desintegrado por probabilidade(Verificada no decaimento radioativo) – mediador é o bóson. • Eletromagnética – A teoria clássica já estava de acordo com a relatividade e casou perfeitamente com a física quântica (Responsável pela existência do átomo e movimento de elétrons em torno do núcleo) – Mediador é o fóton.

6. Acelerador Ciclotronhttp://www.fisica.ufs.br/CorpoDocente/egsantana/elecmagnet/ciclotron/ciclo.html

7. A natureza da Luz Em relação aos conceitos da Física Moderna, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas. ( ) A energia cinética de um elétron emitido pelo efeito fotoelétrico é proporcional à amplitude da onda eletromagnética que incide sobre a placa. ( ) A radioatividade é um fenômeno que ocorre na eletrosfera de átomos instáveis. ( ) A luz apresenta propriedades de grandezas descontínuas assim como de grandezas contínuas. ( ) A massa de um elétron é constante, seja medida em relação ao núcleo de um átomo ou a um sistema de referência em que o elétron esteja em repouso. ( ) Existem partículas com cargas elétricas fracionárias em relação à carga elétrica do elétron. Assinale a seqüência correta. A) F, V, V, F, V B) V, V, V, F, F C) V, F, F, V, F D) F, F, V, F, V E) F, F, V, F, F F F V F V partícula onda Qu = 2/3 e Qd = -1/3 e Proton = 2qu + 1 qd

8. Interações do universo A coluna da esquerda apresenta interações fundamentais e a da direita, fenômenos relacionados a elas. Numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda. 1 - Fraca ( ) Estabilidade nuclear 2 – Forte ( ) Processos de decaimento 3 - Eletromagnética ( ) Aglomeração de galáxias 4 - Gravitacional ( ) Existência do átomo Assinale a seqüência correta. A) 1, 4, 3, 2 B) 2, 1, 3, 4 C) 2, 1, 4, 3 D) 4, 1, 2, 3 E) 3, 2, 1, 4 2 1 4 3

9. Acelerador Cíclotron • Em um acelerador cíclotron de raio R = 0,5 m, o campo magnético • uniforme de 1 T é aplicado sobre um dêuteron, que, ao ser acelerado • por um campo elétrico variável de freqüência de 13 MHertz, terá como • energia cinética: • A) 6,25 MeV • B) 12,5 MeV • C) 1 peV • D) 6,25 μeV • E) 12,5 μeV

10. Resolução Considerações: 1º) dêuteron é formado pelo núcleo do deutério (isótopo do hidrogênio que possui 1 próton, 1 elétron e 1 neutro), ou seja, possui 1 próton e 1 neutro. Alternativa A

11. Erro da questão!!!???

12. UFMS – 2005 - inverno (UFMS) Um importante passo no desenvolvimento das teorias sobre a natureza da luz foi dado por um fenômeno chamado efeito fotoelétrico, descoberto por H. Hertz, em 1897. Esse efeito consiste na emissão de elétrons por uma placa metálica, quando a luz incide sobre ela. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s) sobre o efeito fotoelétrico. (01) Aumentando-se a intensidade luminosa da luz incidente sobre uma placa metálica, a energia dos elétrons ejetados também aumenta. (02) Quanto maior for a função trabalho de um metal, para uma freqüência fixa de luz incidente, maior será a energia cinética dos elétrons ejetados do metal. (04) O efeito fotoelétrico pode ser explicado usando-se a teoria corpuscular da luz. (08) Existe uma freqüência limite da luz incidente abaixo da qual os elétrons não são ejetados da placa metálica. (16) A energia da luz incidente sobre a placa metálica independe da freqüência da luz. Soma: 12

13. UFMS – 2006 – Verão O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons pela matéria sob a ação de fótons (luz). Os elétrons emitidos possui variadas energias, sendo os mais energéticos aqueles que estavam menos ligados ao material. Considerando um feixe de luz coerente (única freqüência), incidindo sobre a superfície de um material, e que esteja produzindo o efeito fotoelétrico, é correto afirmar: (001) A energia máxima em que os elétrons são emitidos não depende da freqüência do feixe de luz incidente. (002) Quanto maior for a intensidade do feixe da luz incidente, maior a taxa de emissão de elétrons. (004) A energia de um feixe de luz não depende do comprimento de onda da luz. (008) A emissão de elétrons é explicada pela teoria ondulatória da luz. (016) Os elétrons são emitidos porque absorvem energia dos fótons durante a colisão.