Lista de Exercícios

Professor: André L. C. Conceição
Disciplina: Física IV – Teórica
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Lista de Exercícios - 6
1) Um elétron está confinado em um poço de potencial infinito unidimensional de 250 pm de
largura e se encontra no estado fundamental. Determine (a) o maior, (b) o segundo maior e
(c) o terceiro maior comprimento de onda que podem ser absorvidos pelo elétron de uma só
vez?
2) Um elétron está confinado em um poço de potencial infinito unidimensional. Determine o
valor (a) do número quântico maior e (b) do número quântico menor tais que a diferença de
energia correspondente seja igual à energia do nível
.
3) Um elétron se encontra em um certo estado de energia de um poço unidimensional infinito
que se estende de
até
200 pm. A densidade de probabilidade do elétron é zero
em
e
, e não zero para nenhum valor intermediário de x. O elétron
salta para o nível de energia imediatamente inferior, emitindo um fóton. Qual a variação de
energia do elétron?
4) Quais são (a) a energia, (b) o módulo do momento e (c) o comprimento de onda do fóton
emitido quando um átomo de hidrogênio sofre uma transição de um estado com
para
um estado com
?
5) Qual é o trabalho necessário para separar o elétron e o próton de um átomo de hidrogênio
se o átomo se encontra inicialmente (a) no estado fundamental, (b) no estado
?
6) No estado fundamental do átomo de hidrogênio, o elétron possui energia total de -13,6 eV.
Quais são (a) a energia cinética; (b) a energia potencial do elétron a uma distância do núcleo
igual ao raio de Bohr?
7) Um elétron de um átomo se encontra em um estado com
. Determine (a) o número
de valores possíveis de ; (b) o número de valores possíveis de
? O número de valores
possíveis de
? (d) o número de estados da camada
;(d) o número de subcamadas da
camada
.
8) Um átomo hipotético possui apenas dois níveis de energia, separados por 3,2 eV. Suponha
que na atmosfera de uma estrela, a uma certa altitude, existam
átomos por
centímetro cúbico no estado de menor energia. Qual é a temperatura da atmosfera da estrela
nessa altitude?
9) O volume ativo de um laser semicondutor de GaAlAs é apenas 200 µm3 (menor que o
volume de um grão de areia) e, no entanto, o laser é capaz de fornecer uma potência de 5,0
mW com um comprimento de onda de 0,80 µm. Quantos fótons o laser emite por segundo?
10) O cobre, um metal monovalente, tem uma massa molar de 63,54 g/mol e uma massa
específica de 8,96 g/cm3. Qual é a concentração de elétrons de condução do cobre?
11) Qual é a energia de Fermi do ouro, que é um metal monovalente com uma massa molar
de 197 g/mol e uma massa específica de 19,3 g/cm3?
12) Uma amostra de um certo metal tem um volume de
m3. O metal tem uma
massa específica de 9,0 g/cm3 e uma massa molar de 60g/mol. Os átomos são divalentes.
Quantos elétrons de condução (ou elétrons de valencia) existem na amostra?