Prova de Conhecimento 2011.1

Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Programa de Pós-graduação em Ciência de Materiais
Exame de Seleção para Ingresso na Pós-graduação
Exame de Conhecimento
22 de dezembro de 2010
Candidato(a)______________________________________CPF_________________
Instruções
I. Este exame é constituído de 3 (três) páginas (incluindo esta);
II. Todas as questões têm o mesmo valor.
1. O modelo atômico de Bohr, baseado na noção de Rutherford das órbitas circulares dos elétrons em
torno do núcleo, funciona relativamente bem para sistemas de um elétron.
a) Em que hipóteses o modelo é baseado?
b) Usando o modelo atômico de Bohr, calcule a energia emitida quando um elétron do íon Be3+ volta
do nível n = 2 para o estado fundamental.
2. a) Descreva o efeito fotoelétrico.
b) Explique algumas de suas possíveis aplicações.
3. A estrutura cristalina do cloreto de sódio (freqüentemente chamado sal-gema, halita ou rock salt) é
cúbica. A cela unitária (c.u.) compreende um total de 4 íons Na+ e 4 íons Cl , cada um
hexacoordenado por íons de carga contrária. A c.u. pode ser imaginada como um arranjo cúbico de
face centrada (fcc) de ânions com uma rede fcc interpenetrada de cátions (ou vice-versa).
a) Sabendo que LiF, KCl e MgO cristalizam na mesma estrutura do cloreto de sódio, liste os quatro
compostos na ordem crescente de pontos de fusão. Justifique sua resposta.
b) Óxido de níquel, NiO, também cristaliza na estrutura do NaCl. Ao contrário dos sólidos listados
anteriormente (que são brancos ou incolores), NiO possui uma coloração esverdeada.
(i) Dê a distribuição eletrônica do Ni e do íon Ni2+, sabendo que o número atômico do
níquel é 28.
(ii) Explique, qualitativamente, por quê o NiO é colorido.
4. Utilizando o modelo de bandas, descreva os seguintes tipos de materiais:
a) sólidos metálicos;
b) sólidos isolantes;
c) sólidos semicondutores.
5. Em um experimento de fenda simples, composto de uma fonte de luz, uma fenda e um anteparo, um
feixe de luz de comprimento de onda  = 633 nm (cor vermelha) incide sobre uma fenda circular com
diâmetro d = 0,001 mm, formando uma figura sobre o anteparo.
a) Descreva, qualitativamente, a figura que surge no anteparo.
b) Desenhe esquematicamente a estrutura do experimento e explicite de quais quantidades dependem
as dimensões da figura que aparece no anteparo.
6. Em um laboratório na Terra, uma partícula de carga elétrica q, positiva, e massa m com velocidade
, na direção horizontal, sentido para direita, penetra uma região do espaço onde há vácuo e existe um
campo magnético , na direção vertical, sentido para cima. Supondo que ambos os vetores ( e )
estão no plano do papel:
a) Dentre as opções seguintes, marque quais as forças que atuam sobre a partícula e explique suas
escolhas.
Força peso
Força normal
Força de atrito ou resistência
Força elétrica
Força magnética
b) Desenhe a partícula, os vetores (
anterior.
e
) e represente os vetores das forças escolhidas no item
Formulário
Constantes físicas:
Quantidades do modelo atômico de Bohr:
Energia do átomo de hidrogênio com o elétron no nível :
Energia de átomos hidrogenóides com o elétron no nível :
Raio da órbita do elétron no nível , do átomo de hidrogênio:
Raio da órbita do elétron no nível , de átomos hidrogenóides:
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