UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE FÍSICA – DFIS
Prova 3 de Física para Engenharia Elétrica– Exemplo
Prof. José Fernando Fragalli
NOTA
Nome do Aluno: ...........................................................................................................
1) Modelos Atômicos Clássicos (3,5)
a) Seja o experimento de Thomson em que usamos o tubo de raios catódicos, o sistema
conhecido como bobinas de Helmholtz e um bulbo com gás à baixa pressão para determinar a razão
e/m do elétron.
a1) Use a 2a Lei de Newton para determinar uma expressão para esta razão e/m em função
da diferença de potencial V usada para acelerar os elétrons no tubo de raios catódicos, do campo
magnético B produzido pelas bobinas de Helmholtz e pelo raio r produzido pelo rastro do feixe de
elétrons no gás à baixa pressão existente no bulbo. (1,5)
a2) Determine o valor da diferença de potencial que deve ser usada para acelerar os elétrons
a partir do filamento para que o feixe desenvolva uma trajetória circular de raio r = 5,00 cm quando
um campo magnético B = 0,100 T é fornecido pelas bobinas de Helmholtz. (1,0)
b) Uma partícula  de 5,30 MeV é espalhada em colisão frontal contra o núcleo atômico ao
atravessar uma folha fina de ouro (número atômico igual a 79). Determine a distância de maior
aproximação para esta colisão frontal; (1,0)
2) Modelo Atômico de Bohr (3,5)
a) Seja o átomo de hidrogênio segundo o Modelo Atômico de Bohr.
a1) Determine o momento linear e o comprimento de onda de um fóton emitido por um
átomo de hidrogênio ao fazer uma transição direta de um estado excitado com n = 3 para o estado
fundamental. (1,0)
a2) Usando a Lei da Conservação do Momento Linear, obtenha a velocidade de recuo do
átomo de hidrogênio neste processo.
b) O elétron no átomo de hidrogênio, com energia de ligação de 0,3567 eV sofre uma transição
para um estado com energia de ligação de 1,507 eV.
b1) Determine a energia do fóton emitido. (0,5)
b2) Determine o comprimento de onda do fóton emitido. (1,0)
3) Fator de Empacotamento (3,0)
Como discutido em sala de aula.
Em todas as questões, justifique todos os passos usados.
Respostas sem justificativas poderão não ser consideradas.