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Dualidade Onda-partícula

Lista de 08 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Dualidade Onda-partícula com questões de Vestibulares.

Confira as videoaulas, teoria e questões sobre: Dualidade Onda-partícula.





01. (UFRGS) O físico francês Louis de Broglie (1892-1987), em analogia ao comportamento dual onda-partícula da luz, atribuiu propriedades ondulatórias à matéria.

Sendo a constante de Planck h = 6,6x10-34 J.s, o comprimento de onda de Broglie para um elétron (massa m = 9x10-31 kg) com velocidade de módulo v = 2,2x106 m/s é, aproximadamente:

  1. 3,3 x 10-10 m.
  2. 3,3 x 10-9 m.
  3. 3,3 x 103 m.
  4. 3,0 x109 m.
  5. 3,0 x1010 m.

02. (UFRN) Bárbara ficou encantada com a maneira de Natasha explicar a dualidade onda-partícula, apresentada nos textos de Física Moderna. Natasha fez uma analogia com o processo de percepção de imagens, apresentando uma explicação baseada numa figura muito utilizada pelos psicólogos da Gestalt. Seus esclarecimentos e a figura ilustrativa são reproduzidos a seguir:

Figura citada por Natasha, na qual dois perfis formam um cálice e vice-versa.

A minha imagem preferida sobre o comportamento dual da luz é o desenho de um cálice feito por dois perfis. Qual a realidade que percebemos na figura? Podemos ver um cálice ou dois perfis, dependendo de quem consideramos como figura e qual consideraremos como fundo, mas não podemos ver ambos simultaneamente. É um exemplo perfeito de realidade criada pelo observador, em que nós decidimos o que vamos observar. A luz se comporta de forma análoga, pois, dependendo do tipo de experiência ("fundo"), revela sua natureza de onda ou sua natureza de partícula, sempre escondendo uma quando a outra é mostrada.

Diante das explicações acima, é correto afirmar que Natasha estava ilustrando, com o comportamento da luz, o que os físicos chamam de princípio da:

  1. incerteza de Heisenberg.
  2. complementaridade de Bohr.
  3. superposição.
  4. relatividade.

03. (UFRGS) O dualismo onda-partícula refere-se a características corpusculares presentes nas ondas luminosas e a características ondulatórias presentes no comportamento de partículas, tais como elétrons. A natureza nos mostra que características corpusculares e ondulatórias não são antagônicas mas, sim, complementares. Dentre os fenômenos listados, o único que não está relacionado com o dualismo onda-partícula é:

  1. o efeito fotoelétrico.
  2. a ionização de átomos pela incidência de luz.
  3. a difração de elétrons.
  4. o rompimento de ligações entre átomos pela incidência de luz.
  5. propagação, no vácuo, de ondas de rádio de frequência média.

04. (Olimpíada Paulista de Física) Cálcule o momento linear de um fóton de comprimento de onda 780 nm, típico de diodos laser empregados na leitura de CDs. Dado: h = constante de Planck = 6,63.10-34 J.s

  1. 2,5.10-27 J.s/m
  2. 3,5.10-28 J.s/m
  3. 4,5.10-26 J.s/m
  4. 8,5.10-28 J.s/m
  5. 9,5.10-29 J.s/m

05. (UEG-GO) Leia a tirinha a seguir.

Para validar a proposta do analista, ocorrência da dualidade onda-partícula, o senhor Fóton deve ser capaz de sofrer

Disponível em: <http: //www.cbpf.br/~eduhq/html/tirinhas />. Acesso em: 25 ago. 2008.

  1. interferência e refração.
  2. interferência e polarização.
  3. difração e efeito fotoelétrico.
  4. efeitos fotoelétrico e Compton.

06. (Unifor) Um elétron, no primeiro estado quântico do átomo de hidrogênio, possui velocidade igual a 2,0 x 106 m/s. A massa do elétron é 9,1 x 10–31 kg, e a constante de Planck é 6,6 x 10–34 J.s. O comprimento de onda de de Broglie desse elétron, em metros, vale:

  1. 2 x 10-59.
  2. 2,4 x 10-16.
  3. 3,6 x 10-10.
  4. 2,4 x 10-8.
  5. 1,2 x 10-6.

07. (UFPR) Entre as inovações da Física que surgiram no início do século XX, uma foi o estabelecimento da teoria _______, que procurou explicar o surpreendente resultado apresentado pela radiação e pela matéria conhecido como dualidade entre _______ e ondas. Assim, quando se faz um feixe de elétrons passar por uma fenda de largura micrométrica, o efeito observado é o comportamento _______ da matéria, e quando fazemos um feixe de luz incidir sobre uma placa metálica, o efeito observado pode ser explicado considerando a luz como um feixe de _______.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de palavras para o preenchimento das lacunas nas frases acima.

  1. Relativística – partículas – ondulatório – partículas.
  2. Atomística – radiação – rígido – ondas.
  3. Quântica – partículas – ondulatório – partículas.
  4. Relativística – radiação – caótico – ondas.
  5. Quântica – partículas – ondulatório – ondas.

08. (UEG-GO) A figura abaixo descreve o efeito fotoelétrico.

Esse experimento contribuiu para a descoberta da

  1. dualidade onda-partícula da luz.
  2. energia de ionização dos metais.
  3. emissão continua de radiação por um corpo aquecido.
  4. descrição da ligação química entre elementos metálicos.

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