Questão 27. Analise as seguintes afirmações e determine se são verdadeiras (V) ou falsas (F). Justifique sua escolha para as alternativas falsas.
( ) Os fótons da radiação de radiofreqüência têm energia mais alta do que os fótons da radiação ultravioleta.
( ) A energia cinética de um elétron ejetado da superfície de um metal, quando ela é iluminada com radiação ultravioleta, é independente da freqüência da radiação.
( ) No modelo proposto por Bohr para o átomo de hidrogênio, os elétrons se movem em órbitas circulares, cujas energias podem assumir quaisquer valores.
( ) No modelo proposto por Rutherford o átomo contém um núcleo positivo, muito pequeno e denso, que concentra praticamente toda a massa do átomo. Além disso, neste modelo os elétrons estão distribuídos em algum lugar do volume restante do núcleo.
( ) Para separar um elétron de um átomo é necessária uma energia bem maior do que para arrancar um próton do núcleo.
( ) Os fótons da radiação de radiofreqüência têm energia mais alta do que os fótons da radiação ultravioleta.
( ) A energia cinética de um elétron ejetado da superfície de um metal, quando ela é iluminada com radiação ultravioleta, é independente da freqüência da radiação.
( ) No modelo proposto por Bohr para o átomo de hidrogênio, os elétrons se movem em órbitas circulares, cujas energias podem assumir quaisquer valores.
( ) No modelo proposto por Rutherford o átomo contém um núcleo positivo, muito pequeno e denso, que concentra praticamente toda a massa do átomo. Além disso, neste modelo os elétrons estão distribuídos em algum lugar do volume restante do núcleo.
( ) Para separar um elétron de um átomo é necessária uma energia bem maior do que para arrancar um próton do núcleo.
Passo 1
O enunciado pede para classificarmos cinco afirmações sobre fótons, efeito fotoelétrico, modelos atômicos de Bohr e Rutherford e energia de ligação em elétrons e prótons como verdadeiras (V) ou falsas (F). O conteúdo envolve mecânica quântica básica (relação de Planck para fótons, equação do efeito fotoelétrico), modelo de Bohr (órbitas quantizadas), modelo de Rutherford (núcleo denso e elétrons espalhados) e comparação entre energias de ionização atômica (eV) e nucleares (MeV).
Passo 2
Afirmação: “Os fótons da radiação de radiofreqüência têm energia mais alta do que os fótons da radiação ultravioleta.”
Pela relação de Planck, a energia de um fóton é ,
onde é a constante de Planck e
a frequência. Como a frequência de radiofreqüência é muito menor que a do ultravioleta, seus fótons têm energia muito menor.
Logo, a afirmação é FALSA.
Pela relação de Planck, a energia de um fóton é
onde
Logo, a afirmação é FALSA.
Passo 3
Afirmação: “A energia cinética de um elétron ejetado da superfície de um metal, quando ela é iluminada com radiação ultravioleta, é independente da frequência da radiação.”
No efeito fotoelétrico, a energia cinética máxima do elétron é dada por ,
onde é a função trabalho do metal. Portanto
aumenta linearmente com a frequência
.
Logo, a afirmação é FALSA.
No efeito fotoelétrico, a energia cinética máxima do elétron é dada por
onde
Logo, a afirmação é FALSA.
Passo 4
Afirmação: “No modelo proposto por Bohr para o átomo de hidrogênio, os elétrons se movem em órbitas circulares, cujas energias podem assumir quaisquer valores.”
No modelo de Bohr as órbitas são quantizadas e as energias só podem assumir certos valores discretos ,
com . Não há valores contínuos.
Logo, a afirmação é FALSA.
No modelo de Bohr as órbitas são quantizadas e as energias só podem assumir certos valores discretos
com
Logo, a afirmação é FALSA.
Passo 5
Afirmação: “No modelo proposto por Rutherford o átomo contém um núcleo positivo, muito pequeno e denso, que concentra praticamente toda a massa do átomo. Além disso, neste modelo os elétrons estão distribuídos em algum lugar do volume restante do núcleo.”
Isso descreve exatamente o modelo de Rutherford: núcleo compacto e elétrons espalhados na região externa.
Logo, a afirmação é VERDADEIRA.
Isso descreve exatamente o modelo de Rutherford: núcleo compacto e elétrons espalhados na região externa.
Logo, a afirmação é VERDADEIRA.
Passo 6
Afirmação: “Para separar um elétron de um átomo é necessária uma energia bem maior do que para arrancar um próton do núcleo.”
Energia típica de ionização de elétron é da ordem de –
, mas para remover um próton do núcleo precisamos de dezenas ou centenas de
. Ou seja, separar um próton exige energia muito maior que tirar um elétron.
Logo, a afirmação é FALSA.
Energia típica de ionização de elétron é da ordem de
Logo, a afirmação é FALSA.
Resposta
(F)
(F)
(F)
(V)
(F)
(F)
(F)
(V)
(F)