Correção da ficha de trabalho: - Complete corretamente o quadro que se segue. Medidas Notação científica Ordem de grandeza N.º de algarismos significativos 2845 ml 2,845 0 ml ou 2,845 L 0 4 0,00062 g 6,2 0-4 g 0-4 2 56,00 g 5,6 0 2 g 0 2 60,0 ml 6,0 0 ml ou 6,0 0-2 L 0-2 2 2- Observe o quadro ao lado que se refere às determinações da massa de uma amostra de fio de cobre de 2,000 g e efetuadas por três estudantes. Verifique, através de cálculos, o estudante que apresenta valores mais exatos e o que apresenta valores mais precisos. Ensaio Estudante A Estudante B Estudante C,974,992 2,00 2,970,980 2,0,982,999 2,020 Cálculo da incerteza Estudante A Valor médio: X =,974+,970+,982 <=> X =,975 g d =,975,974 = 0,00 g d 2 =,975,970 = 0,005 g d =,975,982 = 0,007 g ΔX = d max <=> ΔX = 0,007 g,975-0,007 < X <,975 + 0,007,968 < X <,982 (g) X =,975 ± 0,007 (g) Estudante B Valor médio: X =,992+,980+,999 <=> X =,990 g d =,990,992 = 0,002 g d 2 =,990,980 = 0,00 g d =,990,999 = 0,009 g ΔX = d max <=> ΔX = 0,00 g,990-0,00 < X <,990 + 0,00,980 < X < 2,000 (g) X =,990 ± 0,00 (g) Estudante C Valor médio: X = 2,00+2,0+2,020 <=> X = 2,04 g d = 2,04 2,00 = 0,004 g d 2 = 2,04 2,0 = 0,00 g d = 2,04 2,020 = 0,006 g ΔX = d max <=> ΔX = 0,006 g 2,04-0,006 < X < 2,04 + 0,006 2,008< X < 2,020 (g) X = 2,04 ± 0,006 (g)
Pelo que o mais preciso é o estudante C porque a sua incerteza é a menor (0,006). Cálculo da exatidão Estudante A Valor médio: X =,974+,970+,982 <=> X =,975 g com X = V i Erro absoluto: e a = V i V e com V e = 2,000 g e a = V i V e a =,975 2,000 a = 0,025 Erro relativo: e r = e a V e e r = e a V e r = 0,025 2,000 r = 0,025 que corresponde a,25% Estudante B Valor médio: X =,992+,980+,999 <=> X =,990 g Erro absoluto: e a = V i V e com V e = 2,000 g e a = V i V e a =,990 2,000 a = 0,00 Erro relativo: e r = e a V e e r = e a V r = 0,00 e 2,000 r = 0,005 que corresponde a 0,5% Estudante C Valor médio: X = 2,00+2,0+2,020 <=> X = 2,04 g Erro absoluto: e a = V i V e com V e = 2,000 g e a = V i V e a = 2,04 2,000 a = 0,04 Erro relativo: e r = e a V e e r = e a V r = 0,04 e 2,000 r = 0,007 que corresponde a 0,7% Pelo que mais exato é o estudante B, uma vez que o seu erro relativo tem apenas 0,5%. - Numa bureta, cuja menor divisão da escala é 0, ml, efetuaram-se 5 medições do volume, de uma solução de hidróxido de sódio, que constam na tabela ao lado.- Represente a primeira medição com a respetiva incerteza absoluta..2- Obtenha o resultado da medição do volume, exprimindo esse resultado em função do valor mais provável e da incerteza absoluta. Medição Volume (cm ) 2,02 2 22,80 2,05 4 20,08 5 20,05.. No caso de um instrumento apresentar um valor para o erro ou seja possível verificar metade da menor divisão da escala, então a sua incerteza para uma medição isoladamente é apenas metade da divisão da escala, logo para a primeira medição temos: Metade da menor divisão da escala => 0, = 0,05 => X = 2,02 ± 0,05 cm 2.2. Como temos cinco medições devemos calcular a incerteza associada ao conjunto de medições: Cálculo da incerteza Valor médio: X = 2,02+22,80+2,05+20,08+20,05 <=> X = 2,00 g 5 d = 2,00 2,02 = 0,02 g d 2 = 2,00 22,80 =,80 g d = 2,00 2,05 = 0,05 g d 4 = 2,00 20,08 = 0,02 g d 5 = 2,00 20,05 = 0,05 g Vamos descartar a segunda medição porque afasta-se muito dos outros valores. 2
ΔX = d max <=> ΔX = 0,05 g 2,00-0,05 < X < 2,00 + 0,05 20,05 < X < 2,05 (g) X = 2,00 ± 0,05 (g) 4- Efetue as operações que se seguem, apresentando os resultados de acordo com as regras dos algarismos significativos e fazendo as aproximações corretas. 4.- 425,0 + 2,26 = 92,7 4.2-7,8 25,04 = 2,8 4.- 2,7 4,2 = 0 4.4-4,54: 0,020 = 727,00 4.5- (0,87 0,2) / 5,87 = 0,04 5- Três alunos leram o volume de um líquido contido numa bureta cuja menor divisão da escala é 0, ml. Estes alunos apresentaram os seguintes resultados: A) Aluno A: 5,00 ml B) Aluno B: 5 ml C) Aluno C: 5,0 ml Qual dos alunos apresentou o resultado corretamente? É o aluno C 6- Numa balança digital de precisão 0,0 g efetuaram-se várias medições da massa de uma peça marcada com o valor de,00 g. Os valores obtidos foram os seguintes: 6.- Qual foi a massa obtida experimentalmente? 6.2- Qual das medidas foi mais precisa? 6.- Qual das medidas foi mais exata? Medição (m/g),02 2 2,00,05 4 0,08 5 0,05 6.. Valor médio: X =,02+2,00+,05+0,08+0,05 <=> X = 0,84 g 5 d = 0,84,02 = 0,8 g d 2 = 0,84 2,00 =,6 g d = 0,84,05 = 0,2 g d 4 = 0,84 0,08 = 0,76 g d 5 = 0,84 0,05 = 0,79 g Vamos descartar a segunda medição porque afasta-se muito dos outros valores. ΔX = d max <=> ΔX = 0,79 g 0,84-0,79 < X < 0,84 + 0,79 0,05 < X <,6 (g) X = 0,84 ± 0,79 (g) 6.2- A primeira porque apresenta um desvio menor (0,8) 6.2- A primeira porque é a que se afasta menos do valor real, apenas se afasta 0,02 do valor real que é,00 g. 7. Dois alunos mediram a massa de uma amostra de um sal, tendo obtido os resultados ao lado. Sabe-se que o valor real da massa da amostra de sal é 2,04 g. 7.- Qual o aluno que obteve o resultado mais preciso? Porquê? 7.2- Qual o aluno que obteve o resultado mais exato? Porquê? Aluno A: Aluno B: 2,07 2,08 2,09 2,029 2,040 2,07
7.. Cálculo da incerteza Aluno A Valor médio: X = 2,04+2,09+2,040 <=> X = 2,09 g d = 2,09 2,04 = 0,005 g d 2 = 2,09 2,09 = 0,000 g d = 2,09 2,040 = 0,00 g ΔX = d max <=> ΔX = 0,005 g 2,09-0,005 < X < 2,09 + 0,005 2,04 < X < 2,044 (g) X = 2,09 ± 0,005 (g) Aluno B Valor médio: X = 2,08+2,029+2,07 <=> X = 2,05 g d = 2,05 2,08 = 0,00 g d 2 = 2,05 2,029 = 0,006 g d = 2,05 2,07 = 0,002 g ΔX = d max <=> ΔX = 0,00 g 2,05-0,00 < X < 2,05 + 0,00 2,025 < X < 2,045 (g) X = 2,05 ± 0,00 (g) O aluno mais preciso é o aluno A porque a sua incerteza é menor (0,005) 7.2. Cálculo da exatidão Aluno A Valor médio: X = 2,04+2,09+2,040 <=> X = 2,09 g com X = V i Erro absoluto: e a = V i V e com V e = 2,04 g e a = V i V e a = 2,09 2,04 a = 0,005 Erro relativo: e r = e a V e e r = e a V r = 0,005 e 2,04 r = 0,0025 que corresponde a 0,25% Aluno B Valor médio: X = 2,08+2,029+2,07 <=> X = 2,05 g Erro absoluto: e a = V i V e com V e = 2,04 g e a = V i V e a = 2,05 2,04 a = 0,00 Erro relativo: e r = e a V e e r = e a V r = 0,00 e 2,04 r = 0,0005 que corresponde a 0,05% O aluno mais exato é o aluno B porque o seu erro relativo é menor (0,05%) 8- Faça corresponder às radiações da coluna A uma e uma só das aplicações da coluna B A B a) raios IV I) bronzeamento artificial b b) raios UV II) deteção de corpos quentes na escuridão a c) microondas III) TV d d) ondas hertzianas IV) aquecimento de alimentos c Nota: ondas hertzianas era o nome dado às ondas rádio, no entanto, esta expressão caiu em desuso. 4
9- Em quais dos processos indicados ocorre absorção de energia e em quais ocorre emissão de energia? A- Excitação de um átomo de hidrogénio. absorção B- Ionização de um átomo de hélio. absorção C- Um átomo de H excitado passa ao estado fundamental. emissão D- H + + e H + energia emissão E- C + energia C + + e absorção 0- Classifique as afirmações seguintes em verdadeiras ou falsas F A- No efeito fotoelétrico, a energia do eletrão ejetado depende da intensidade do feixe de luz incidente. A energia do eletrão depende da energia do fotão incidente e não da intensidade do feixe, porque o feixe é mais ou menos intenso não devido à sua energia, mas sim ao número de fotões (ondas) que constituem o feixe. V B- Se uma radiação visível é capaz de remover um eletrão de um material, o mesmo acontecerá com uma radiação ultravioleta para o mesmo material. V C- A energia cinética emitida por uma chapa metálica, na qual incidiu luz, depende não só da natureza do metal mas também da energia da radiação incidente. V D- No efeito fotoelétrico, os eletrões mais fortemente atraídos são ejetados com menor velocidade por uma mesma radiação incidente. - Considere a radiação ultravioleta de energia 2,09x0-8 J. Poderá esta radiação provocar efeito fotoelétrico ao incidir numa placa de magnésio (energia de remoção dos eletrões do magnésio 5,82x0-9 J)? Justifique. Sim. Podemos verificar que a energia da radiação incidente é 2,09x0-8 J que é maior que a energia de remoção eletrónica 5,82x0-9 J logo essa radiação consegue extrair o eletrão, pelo que ocorre efeito fotelétrico 2,09x0-8 > 5,82x0-9 => ocorre efeito fotelétrico 2- Um eletrão é ejetado de um átomo de hidrogénio no estado fundamental com a energia cinética de,00x0-9 J. Calcule a energia associada à radiação que serviu para ionizar o átomo (E rem = -2,7x0-9 J). E c =,00x0-9 J E rem = - 2,7x0-9 J deve ser considerada em módulo E rem = 2,7x0-9 J Energia da radiação ou do fotão incidente é: E fotão = E c + E rem E fotão = E c + E rem fotão =,00x0-9 + 2,7x0-9 fotão =,7 x0-9 J - Classifique as afirmações seguintes em verdadeiras ou falsas, respeitantes ao produto do efeito fotoelétrico. F A- Radiação emitida por metais expostos a radiações de frequência adequada. F B- Eletrões emitidos por metais expostos a radiações de qualquer frequência. F C- Radiação emitida por metais quando estes são sujeitos a uma corrente elétrica. V D- Eletrões emitidos por metais expostos a radiações de frequência adequada. 4- A energia de ionização do cobre é 4,5 ev. Uma radiação ultravioleta com a energia de 2,0x0-8 J incide num átomo de cobre. Qual é a energia cinética com que o eletrão é libertado? (Dado: ev=,6x0-9 J) E c =? E fotão = 2,0x0-8 J A energia de ionização do primeiro eletrão a ser extraído é igual à energia de remoção E i = E rem = 4,5 ev deve ser convertida em joule Conversão em joule: ev -------------,6x0-9 J 4,5 ev --------------x X = 7,26x0-9 J E fotão = E c + E rem <=> 2,0x0-8 = E c + 7,26x0-9 c =,27 x0-8 J 5
5- O efeito fotoelétrico do tungsténio pode ser usado para sistemas de alarme, que são acionados quando um feixe de luz é interrompido por passagem de alguém entre a fonte de luz e o metal. Preveja se uma fonte de luz visível, capaz de emitir uma radiação com a energia de 2,0x0-9 J, é suficiente para o funcionamento de um sensor de tungsténio (energia necessária para arrancar eletrões de tungsténio 7,2x0-9 J). E se for com uma radiação ultravioleta de 2,0x0-8 J? E fotão = 2,0x0-9 J E rem = 7,2x0-9 J Como E fotão < E rem então esta radiação não irá provocar efeito fotelétrico. No segundo caso: E fotão = 2,0x0-8 J E rem = 7,2x0-9 J Neste caso E fotão > E rem então esta radiação irá provocar efeito fotelétrico. 6. Classifique as afirmações seguintes em verdadeiras ou falsas. A- Nos átomos de Hidrogénio as transições eletrónicas do nível n= para o nível n=2 originam emissão de radiações de maior energia do que as transições eletrónicas do nível n=2 para o nível n=. F B- Quanto mais energético for um eletrão num átomo, menor é a energia necessária para o remover. F C- O valor máximo da energia do eletrão no átomo de hidrogénio é zero. V D- Se o eletrão de um átomo de hidrogénio for excitado ao nível n = 6, esse átomo só pode emitir, por desexcitação, radiação visível. F 7. Um ião com um só eletrão apresenta um espectro com uma risca visível de energia 0,4x0-8 J, correspondente a uma desexcitação para o nível 2. Ao segundo nível desse ião corresponde a energia de - 0.5x0-8 J. Qual é a energia associada ao nível de partida que deu origem a tal emissão? ΔE = 0,4x0-8 J E 2 = - 0,5x0-8 J E n =? queremos descobrir a energia do nível de onde veio o eletrão. ΔE = E 2 E n <=> 0,4x0-8 = - 0,5x0-8 - E n <=> 0,4x0-8 + 0,5x0-8 = - E n <=> 9x0-9 = - E n n = -9x0-9 J 8. Os volumes possíveis para a energia do eletrão no átomo de Hidrogénio são dados pela expressão: E n = 2,8 0 8 J n 2 Onde n designa o nível de energia 8.. Qual é o valor da energia mínima necessária para extrair o eletrão a um só átomo de Hidrogénio no estado fundamental? O estado fundamental do átomo de hidrogénio corresponde ao nível Se é para extrair o eletrão do átomo é o mesmo que pedir a energia de remoção (neste caso também é o mesmo que energia de ionização) Se o eletrão sai do átomo vamos chamar E à camada final. Como E corresponde a um nível simbólico, que corresponde a um eletrão fora do átomo, então o seu valor é zero. E n = 2,8 0 8 n 2 = 2,8 0 8 2 = 2,8 0 8 J ΔE = E E <=> ΔE = 0 (-2,8 0-8 ) <=> ΔE = 2,8 0-8 J 8.2. Um átomo de Hidrogénio excitado, ao regressar ao estado fundamental, emite radiação de energia,64x0-8 J. Determine o nível energético do eletrão nesse átomo de Hidrogénio excitado. ΔE = -,64x0-8 J (Como se trata de uma emissão ΔE é negativo) E = - 2,8 0-8 J ΔE = E E n <=> -,64x0-8 = - 2,8 0-8 - E n <=> -,64x0-8 + 2,8 0-8 = - E n <=> 6
-,64 0-8 + 2,8 0-8 = - E n <=> 5,4 0-9 = - E n n = - 5,4 0-9 J E n = 2,8 0 8 n 2 <=> 5,4 0 9 = 2,8 0 8 n 2 <=> n 2 = 2,8 0 8 5,4 0 9 <=> n2 = 4,0 <=> n = 4 <=> n = 2 9. Classifique as afirmações seguintes em verdadeiras ou falsas A- O espectro visível do Hidrogénio atómico obtém-se quando o eletrão previamente excitado, regressa ao estado fundamental. F B- O espectro do átomo de Hidrogénio apresenta riscas na zona ultravioleta. V C- A radiação IV no espectro do átomo de Hidrogénio obtém-se quando o eletrão, previamente excitado, regressa ao nível de energia 2. F D- A obtenção dos espectros atómicos descontínuos, quer de emissão, quer de absorção constitui uma prova de que os eletrões nos átomos podem ter apenas certos valores de energia. V 20. Distinga um objeto opaco verde de um objeto transparente verde. A resposta deve contemplar: - Um objeto opaco verde, não transmite (não deixa passar) nenhuma radiação e reflete a radiação de cor verde. - Um objeto transparente verde transmite apenas a radiação de cor verde. 2. Associe as expressões A, B, C e D aos números quânticos n, l, m l e m s A- Número quântico de spin - m s B- Número quântico de momento angular ou azimutal. - l C- Número quântico magnético - m l D- Número quântico principal - n 22. Um eletrão numa orbital é caracterizado pelo conjunto de números (4,, 0, ½). Quais são os seus números quânticos? Que tipo de orbital ocupa o eletrão? n = 4; l =; m l = 0 ; m s = +/2 Orbital 4p 2. Classifique as afirmações seguintes em verdadeiras ou falsas e corrija as falsas. A- A transição s 4p de um eletrão num átomo pode ocorrer sem absorção de energia. F, como 4p pertence ao nível 4 e s ao nível tem que ocorrer absorção, porque transita para um nível superior. B- A energia das orbitais 2s pode ser igual a zero. F, a energia da orbital 2s corresponde a E n = 2,8 0 8 n 2 2 = 2,8 0 8 2 2 2 = 5,44 0 9 J C- Os nove eletrões do átomo de flúor têm todos a mesma energia. F, os nove eletrões do átomo de flúor distribuem-se por 2 níveis de energia (n = e n = 2) e/ou por 5 níveis de energia (s 2 2s 2 2 2 2p x 2p y 2p z ) D- Os seis eletrões do átomo de carbono no estado fundamental distribuem-se por dois níveis de energia. V 24. Os números quânticos que caracterizam a orbital em que se encontra o eletrão de um átomo de Hidrogénio, num dado instante, são (4,,0). Das opções A, B, C e D indique qual pode completar corretamente a frase: No processo de desexcitação desse átomo de Hidrogénio para o estado fundamental ocorrerá A- emissão de radiação ultravioleta seguida de radiação visível. B-. absorção da radiação visível seguida de radiação ultravioleta C- emissão de radiação ultravioleta. X D- emissão de radiação infravermelha seguida de radiação visível 7
25. Associe as expressões A, B, C e D aos números quânticos n, l, m l e m s do átomo de Hidrogénio A- Energia da orbital. n B- Orientação da orbital. ml C- Número quântico intrínseco do eletrão. m s D- Forma da orbital. l 26. Estabeleça a configuração eletrónica do átomo de oxigénio (Z=8) e interprete o facto de este átomo ter tendência para formar iões binegativos. 8O s 2 2s 2 2p x 2 2p y 2p z ou s 2 2s 2 2p 4 O átomo precisa de 2 eletrões para ter as orbitais todas completas, logo forma iões O 2- porque recebe 2 e -. 27. Observe as configurações eletrónicas seguintes: A- [Ne] s 2 p p p B- [Ne] s 2 p 2 p 0 C- [Ne] s 2 p 2 4s (dados: Z(Ne)=0; Z(P)=5) 27.. Qual corresponde a um estado excitado do átomo de fósforo? C 27.2. Qual corresponde a um ião P +. B 27.. Qual corresponde ao estado fundamental do átomo de fósforo? A 28. Faz-se incidir sucessivamente sobre um alvo, que é de cor vermelha quando iluminado por luz branca, feixes de luz na seguinte sequência de cores: vermelha, verde e amarela. 28.. Que cor apresenta o alvo para cada uma das situações referidas? O alvo reflete a cor vermelha e absorve todas as outras cores, logo quando é iluminado com luz vermelha, apresenta a cor vermelha. Quando é iluminado com cor verde apresenta a cor preta. E quando é iluminado com luz amarela (verde + vermelha) apresenta a cor vermelha. 28.2. Se se fizer incidir no mesmo alvo um feixe de luz de cor magenta, com que cor o vemos? Como o magenta é constituído por azul e vermelho, então apresenta a cor vermelha. 29. Dispõe-se de um alvo branco, uma fonte de luz branca e três filtros coloridos de cores, respetivamente iguais a: amarelo, ciano e magenta. Que cor se pode observar projetada no alvo, quando se interpõem sucessivamente entre a fonte de luz e o alvo, os seguintes filtros: 29.. amarelo e ciano? 29.. magenta e amarelo? Verde 29.2. ciano e magenta? Azul vermelho 29.4. amarelo, ciano e magenta? Preto ou ausência de cor 0. Por que será que o vinho tinto, de cor magenta, nos parece preto quando engarrafado em garrafas de cor verde? O magenta é constituído por azul e vermelho, a garrafa transmite (deixa passar) apenas o verde logo como o vinho não reflete o verde o que se vê é preto.. Que cores são refletidas por uma solução de cloreto de titânio (Ti +, Cl - ), sabendo que esta solução absorve principalmente as radiações azuis, verdes e amarelas do espectro da luz visível? Se absorve radiação amarela é porque reflete o verde e o vermelho, que juntamente com o azul, é porque reflete todo o espetro eletromagnético, logo não reflete nenhuma cor e o objeto apresenta a cor preta quando iluminado com luz branca ou qualquer outra cor. 2. A solução de dicromato de potássio (K 2 Cr 2 O 7 ) tem uma cor alaranjada quando iluminada por luz branca. Que radiações absorve? O laranja é constituído por amarelo (vermelho + verde) e vermelho, logo estas são as cores que reflete, absorvendo as restantes. 8
. Classifique como verdadeira ou falsa cada uma das afirmações seguintes: A. A cor de um objeto depende apenas da luz que o ilumina; F, também depende das cores que ele reflete. B. Um objeto colorido difunde uma luz colorida correspondente à sua própria cor, desde que receba uma luz que contenha essa cor; V C. Um corpo negro difunde luz negra; F, absorve todas as cores, não reflete nenhuma. D. Um objeto branco difunde toda a luz que recebe. V 4. Um corpo que à luz natural é verde, que cor apresenta quando iluminado por luz: 8.. Vermelha; Preto 8.2. Azul; Preto 8.. Amarela. Verde 5. Que perigo existe devido à destruição da camada de ozono na atmosfera? A camada de ozono protege-nos dos raios ultravioleta, porque os absorve, impedindo que cheguem até à superfície da Terra. Os raios ultravioleta são extremamente prejudiciais para a saúde, sobretudo a nível da pele. 6. Justifique o uso de cal branca no Alentejo e o uso de materiais negros nos painéis solares. Usa-se o branco nas casas alentejanas, porque o branco reflete todas as radiações visíveis, logo o interior das habitações fica mais fresco. Os painéis solares são negros porque o preto absorve todas as radiações visíveis. 7. Classifique como verdadeira ou falsa cada uma das afirmações seguintes: A. No vácuo a velocidade de propagação de uma radiação IV é superior à de uma radiação visível. F, a velocidade é a mesma, a velocidade da luz. B. A intensidade de um feixe de raios X é elevada por lhe corresponder um valor elevado de frequência. F, a intensidade não está relacionada com a frequência, nem com a energia, mas sim com o número de fotões. C. As radiações vermelhas são as mais energéticas do espectro eletromagnético. F, são as que têm maior poder térmico na zona do visível, mas as mais energéticas de todo o espetro são as radiações gama, na zona do visível as mais energéticas são as radiações violeta. D. Quando uma radiação passa de um meio transparente para outro o seu comprimento de onda e a velocidade variam e apenas a frequência se mantém constante. V E. O espectro de absorção e emissão de um elemento é o seu bilhete de identidade. V F. O fenómeno de interferência luminosa só é explicado pela teoria ondulatória. V G. A frequência de uma radiação varia quando esta passa de um meio transparente para outro. F, a velocidade de propagação e o comprimento de onda variam, a frequência mantêm-se constante. H. A difração constitui uma evidência experimental da natureza ondulatória da luz. V 8. Considere uma onda sonora de frequência 400 Hz. Qual será a sua energia e o seu comprimento de onda? Se a onda é sonora então não faz muito sentido calcular a sua energia, mas se a quisermos calcular deveríamos utilizar a expressão: E = P.A onde P é a potência; A é a área e f é a frequência. Mas podemos f calcular o seu comprimento de onda: v som = 40 m. s f = v som λ <=> λ = v som f 40 <=> λ = <=> λ = 0, m 400 9. As ondas de rádio podem ter comprimento de onda igual a,0 km. Qual a frequência correspondente? λ = km <=> λ = 000 m υ = c λ <=> υ = 08 000 <=> υ = 0, Hz 9
40. A figura mostra a variação do campo magnético num ponto, com o tempo, para uma dada radiação eletromagnética ao propagarse no vazio. 40.. Em cada segundo, quantas vezes se repetem as características do campo magnético? Metade do comprimento de onda vale 6,0 0 - μs, logo o comprimento de onda é T = 2,0 0 - μs Como μ =,0 0-6, então T = 2,0 0-9 s A questão pede que calculemos a frequência: υ = T <=> υ = 2,0 0 9 <=> υ = 8, 07 Hz 40.2. A que distância se situam dois pontos na mesma fase de vibração? Estão a pedir-nos o comprimento de onda, que é υ = c λ 08 <=> λ = 8, 07 <=> λ =,6 m 4. A figura representa graficamente a variação do campo elétrico de uma radiação visível amarela, num determinado instante, ao longo de uma direção. Sabendo que o seu período é de 2,0 0-5 s, determine o valor de X, em nm. T = 2,0 0 5 s X = 4 λ Então devemos calcular o comprimento de onda υ = T <=> υ = 2,0 0 5 <=> υ = 5 04 Hz υ = c λ <=> λ = c 08 <=> λ = υ 5 0 4 <=> λ = 6 0 7 m X = λ <=> X = 6 4 4 0 7 <=> X = 4,5 0 7 m nm =0-9 m X = 4,5 0 7 0 9 <=> X = 450 nm 42. Uma substância absorve radiações de 570 nm (verde). 42.. Qual o período destas radiações? λ = 570 nm <=> λ = 570 0 9 m υ = c 08 <=> υ = <=> υ = 5,26 λ 570 0 9 04 Hz υ = <=> T = <=> T = T υ 5,26 0 4<=> T =,9 0 5 s 42.2. Qual a energia de 0,5 mol destes fotões? E = h c ou E = hυ (vamos utilizar esta última): λ E = hυ = 6,6 0 4 5,26 0 4 =,49 0 9 J Esta é a energia de fotão, para calcularmos para 0,5 mol de fotões devemos saber primeiro quantos fotões existem nessa quantidade: mol 6,02 0 2 fotões 0,5 mol N fotões N Fotões = 0,5 6,02 02 <=> N Fotões =,0 0 2 fotões Sabemos que a energia de fotão vale,49 0 9 J, então fotão,49 0 9 J,0 0 2 fotões E fotões E Fotões =,0 02,49 0 9 Fotões = 5,05 0 5 J 0
42.. Qual a cor que apresenta esta substância? Magenta. Porque se absorve o verde é porque reflete as outras cores com exceção do verde. Logo reflete o vermelho e o azul, que juntos originam o magenta. 4. Um laser de He-Ne emite luz monocromática de frequência 4,74 0 4 Hz. 4.. Calcule o comprimento de onda desta radiação. υ = c <=> λ = c 08 <=> λ = <=> λ = 6, λ υ 4,74 0 4 0 7 m 4.2. Qual a cor da luz emitida? Vermelho 4.. Qual o efeito de um filtro vermelho interposto no trajeto deste feixe de luz? E de um filtro azul? Se colocarmos um filtro vermelho, este deixa passar apenas a cor vermelha, logo passa vermelho. Se colocarmos um filtro azul, este deixa passar apenas a cor azul, logo não passa nenhuma cor. 4.4. Qual a energia de 2,0 mol destes fotões? E = h c λ = 6,6 0 4 0 8 6, 0 7 =,4 0 9 J Esta é a energia de fotão, para calcularmos para 0,5 mol de fotões devemos saber primeiro quantos fotões existem nessa quantidade: mol 6,02 0 2 fotões 2 mol N fotões N Fotões = 2 6,02 02 <=> N Fotões =,2 0 24 fotões Sabemos que a energia de fotão vale,49 0 9 J, então fotão,4 0 9 J,2 0 24 fotões E fotões E Fotões =,2 024,4 0 9 Fotões =,77 0 5 J 44. Uma radiação emitida por uma lâmpada de vapor de lítio tem um período de 2,26 0 5 s. 44.. Determine o comprimento de onda desta radiação. υ = T <=> υ = 2,26 0 5 <=> υ = 4,47 04 Hz υ = c λ 44.2. Quantos fotões estão associados a um feixe de energia 7,97 0-8 J? E = h c = 6,6 0 4 0 8 = 2,96 0 9 J λ 6,7 0 7 <=> λ = 08 4,47 0 4 <=> λ = 6,7 0 7 m fotão 2,96 0 9 J N fotões 7,97 0 8 J N Fotões = 7,97 0 8 <=> N 2,96 0 9 Fotões = 25 fotões 44.. Se esta radiação se propagar no vidro, os valores da sua frequência e comprimento de onda variam ou mantêm-se constantes? E o que acontece à cor da radiação? Justifique. A frequência mantêm-se constante, mas o comprimento de onda varia, porque a velocidade de propagação varia. Se o vidro for transparente a cor não sofre alteração. 45. Classifique como verdadeira ou falsa cada uma das afirmações seguintes, corrigindo as falsas: A. No efeito fotoelétrico a energia dos eletrões emitidos é uma função da intensidade da radiação incidente. F, a energia dos eletrões emitidos só depende da energia de remoção eletrónica e da energia da radiação incidente. B. A energia cinética de um eletrão emitido por efeito fotoelétrico é tanto maior quanto menor for o comprimento de onda da radiação incidente. V C. No efeito fotoelétrico o número de eletrões emitidos é uma função da intensidade da radiação incidente. V
46. O valor da frequência mínima de uma radiação capaz de arrancar eletrões a um dado metal é 5,0 0 4 Hz. Das radiações seguintes qual não consegue arrancar eletrões a esse metal: A frequência mínima é: υ min = 5,0 0 4 Hz 46.. 500 nm; λ = 500 nm <=> λ = 500 0 9 m 46.2. 0-5 s; 46.. 6,62 0-20 J υ = c 08 <=> υ = λ 500 0 9 <=> υ = 6 04 Hz υ > υ min logo é capaz de arrancar eletrões υ = T <=> υ = 0 5<=> υ = 05 Hz υ > υ min logo é capaz de arrancar eletrões E = hυ <=> υ = E 6,62 0 20 <=> υ = <=> υ = 9,98 h 6,6 0 4 0 J υ < υ min logo não é capaz de arrancar eletrões 47. Uma radiação de c.d.o. igual a 58,4 nm incide numa amostra de crípton, provocando a ejeção de eletrões com uma energia cinética de,5 0-8 J. 47.. Determine a energia do fotão incidente. λ = 58,4 nm <=> λ = 58,4 0 9 m E = h c = 6,6 0 4 0 8 =,4 0 8 J λ 58,4 0 9 47.2. Qual é o valor de energia mínima de remoção de eletrões do crípton? E radiação = E Remoção + E cinética <=>,4 0 8 = E Remoção +,5 0 8 <=> E Remoção =,4 0 8,5 0 8 <=> E Remoção = 2,26 0 8 J 47.. Calcule a frequência mínima de radiação capaz de provocar efeito fotoelétrico. E min = hυ <=> υ min = E min h 2,26 0 8 <=> υ = <=> υ =,4 6,6 0 4 05 Hz 47.4. Qual a energia necessária para remover uma mole de eletrões sem velocidade inicial a uma mole de átomos de crípton? mol de fotões extraí mol de eletrões, como a energia cinética é zero então a energia mínima é igual à energia de remoção. mol 6,02 0 2 fotões mol N fotões N Fotões = 6,02 02 <=> N Fotões = 6,02 0 2 fotões Sabemos que a energia de fotão vale 2,26 0 8 J, então fotão 2,26 0 8 J 6,02 0 2 fotões E fotões E Fotões = 6,02 02 2,26 0 8 Fotões =,4 0 6 J 2