Questão 47 da UFG 2006

Question

Transições eletrônicas, em que fótons são absorvidos ou emitidos, são responsáveis por muitas das cores que percebemos. Na figura abaixo, vê-se parte do diagrama de energias do átomo de hidrogênio.

Diagrama de níveis de energia do átomo de hidrogênio. O eixo vertical à esquerda, orientado para cima, indica Energia (eV), com marcações em -13,6, -3,4 e -1,5. À direita do eixo, três linhas horizontais representam os níveis de energia: E1 alinhado a -13,6 eV, E2 alinhado a -3,4 eV e E3 alinhado a -1,5 eV. Há uma seta vertical apontando para baixo, saindo do nível E3 e chegando ao nível E2.

Na transição indicada (\text{E}_3 \rightarrow \text{E}_2), um fóton de energia

A
1{,}9\ \text{eV} é emitido.
B
1{,}9\ \text{eV} é absorvido.
C
4{,}9\ \text{eV} é emitido.
D
4{,}9\ \text{eV} é absorvido.
E
3{,}4\ \text{eV} é emitido.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 47 da UFG 2006

Prova objetiva · Física: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico

Transições eletrônicas, em que fótons são absorvidos ou emitidos, são responsáveis por muitas das cores que percebemos. Na figura abaixo, vê-se parte do diagrama de energias do átomo de hidrogênio.

Diagrama de níveis de energia do átomo de hidrogênio. O eixo vertical à esquerda, orientado para cima, indica Energia (eV), com marcações em -13,6, -3,4 e -1,5. À direita do eixo, três linhas horizontais representam os níveis de energia: E1 alinhado a -13,6 eV, E2 alinhado a -3,4 eV e E3 alinhado a -1,5 eV. Há uma seta vertical apontando para baixo, saindo do nível E3 e chegando ao nível E2.

Na transição indicada (\text{E}_3 \rightarrow \text{E}_2), um fóton de energia

A
1{,}9\ \text{eV} é emitido.
B
1{,}9\ \text{eV} é absorvido.
C
4{,}9\ \text{eV} é emitido.
D
4{,}9\ \text{eV} é absorvido.
E
3{,}4\ \text{eV} é emitido.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

Num átomo, o elétron só pode ocupar níveis de energia bem definidos. Quando ele desce de um nível mais energético para um menos energético, o átomo perde energia e a libera na forma de um fóton (emissão). Quando sobe, precisa receber um fóton (absorção). A energia do fóton é igual à diferença entre os níveis.

Na figura, a seta aponta de E_3 para E_2, ou seja, o elétron desce. Logo, há emissão.

Energia do fóton:

Nível inicial: E_3 = -1{,}5\ \text{eV}
Nível final: E_2 = -3{,}4\ \text{eV}
E_{fóton} = E_3 - E_2 = -1{,}5 - (-3{,}4) = 1{,}9\ \text{eV}

Portanto, um fóton de 1{,}9\ \text{eV} é emitido.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa B engana quem calcula certo a energia (1,9 eV) mas esquece que descer de nível significa emitir o fóton.

Por que as outras alternativas estão erradas

Bacerta o valor de 1,9 eV, mas diz absorção; na descida de nível o fóton é emitido.
Csoma os módulos (1,5 + 3,4 = 4,9 eV) em vez de subtrair as energias.
Dsoma os módulos e ainda confunde absorção com emissão.
Eusa apenas a energia do nível final, sem calcular a diferença entre os níveis.

Assunto: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico.

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Questão 47 no caderno 1ª etapa da UFG 2006

Fonte: UFG 2006 · 1ª etapa. Prova oficial ↗