Termodinmica e Estrutura da Matria

Termodinâmica e Estrutura da Matéria
LEBM, LMAC, LCI, LEGM, LEMAT, LEAN
1º Semestre 2006/2007
6ª Série de problemas
Problema 1
Um oscilador harmónico consiste em uma massa
de 2.0 Kg presa a uma mola com constante
elástica K=50 Nm-1, e oscila com amplitude 0.10
m. Se o oscilador salta para o estado com energia
imediatamente inferior, qual a variação percentual
da sua energia total?
Problema 2
O limiar médio da visão para o olho humano, uma vez
adaptado ao escuro, corresponde à intensidade de
4.0x10-11Wm-2, para o comprimento de onda de 560 nm.
O diâmetro máximo da pupila é 8.50mm. a) Quantos
fotões entram no olho por segundo, nessas condições?
b) Entre um conjunto de objectos a diferentes
temperaturas, qual a temperatura do objecto com mais
probabilidade de ser visto, nessas condições? Admita
que é válido o modelo do corpo negro.
Problema 2
A inadequação da equação de Rayleigh-Jeans para explicar a radiação do corpo negro ficou
conhecida como “catástrofe dos ultra-violetas”. Mostre que não existiu uma “catástrofe dos
infra-vermelhos”, isto é, que a lei era adequada à radiação de grande comprimento de onda.
Problema 3
Uma superfície metálica é iluminada com luz monocromática de comprimento de onda 625
nm, e emite electrões com uma velocidade máxima de 4.60x105 ms-1. a) Qual o valor da
função de trabalho para este metal? b) Qual a frequência de corte, abaixo da qual não são
arrancados mais electrões?
Problema 4
A função de trabalho para o molibdénio é 4.20 eV. a) Calcule a frequência de corte para o
efeito fotoeléctrico com molibdénio. b) Se a luz incidente tiver o comprimento de onda de
180 nm, qual será o potencial de paragem?
Problema 5
Calcule o comprimento de onda de de Broglie a) para uma
bola de ténis (m=0.040 Kg) com a velocidade de 20 ms-1; b)
para o electrão do problema 3; c) Explique por que motivo um
microscópio electrónico permite visualizar pormenores que
estão fora do alcance de um microscópio óptico (como a
pulga da figura ao lado, ampliada 350 vezes).