Questões de Física Moderna (Física)

Quando estudamos metais e cerâmicas por microscopia eletrônica de varredura com elétrons retroespalhados (BSE-SEM), o feixe de elétrons utilizado para gerar as imagens interage com os elétrons dos átomos do material, provocando o espalhamento de elétrons em diferentes direções. Um detector específico coleta os elétrons retroespalhados, e o sinal é processado para gerar uma imagem, com contrastes entre o branco e preto, conforme ilustração a seguir:

Qual a relação do peso molecular dos componentes do material com a cor da imagem?

A fonte de iluminação do MET, ou canhão eletrônico, é composto normalmente por um filamento de tungstênio em forma de “V”, conforme a figura a seguir, que funciona como um cátodo composto de íons e elétrons livres. Uma alta voltagem (que varia entre 50, 80, 100 e 120 ou mais KV) é aplicada sobre esse filamento, gerando uma corrente que flui através dele e o incandesce, emitindo elétrons. A propriedade de emitir elétrons por aquecimento é comum a todos os metais e chama-se emissão termiônica.

(https://www.scansci.pt/filamento-de-tungstenio-vs-filamento-de-ceb6/)

A relação do comprimento de onda dos elétrons emitidos em função da tensão aplicada é:

A descoberta da dualidade onda-partícula não apenas transformou radicalmente a compreensão científica acerca da natureza da radiação eletromagnética e da matéria, como também desestabilizou os pilares conceituais da física clássica ao demonstrar que partículas materiais, como elétrons, podem exibir comportamentos típicos de ondas em determinadas condições experimentais. Tal constatação foi fundamental para o desenvolvimento da mecânica quântica, exigindo novas interpretações sobre o comportamento da matéria em escalas microscópicas e levando à formulação do princípio da complementaridade. Sobre o assunto, assinale a alternativa INCORRETA.

Recentemente, uma equipe de pesquisadores do CERN alcançou um avanço importante ao aplicar uma técnica inovadora de resfriamento a laser em uma amostra de positrônio, uma partícula composta por um elétron (carga elétrica −e e massa m) e um pósitron (antipartícula com carga positiva e massa semelhante à do elétron). Essa conquista permite uma investigação mais precisa das propriedades do positrônio, abrindo possibilidades para estudos fundamentais, como a produção de condensados Bose-Einstein de antimatéria e a geração de luz gama coerente, o que poderia trazer um leque de novas aplicações.






Considerando o modelo de Bohr para átomos hidrogenoides, é correto afirmar que os níveis de energia de um positrônio, em função do número quântico principal n, são dados por:

O estado de um elétron em um átomo de hidrogênio, na representação posição r = xx^{^} + yy^{^} + zz^{^}, é descrito pela função de onda normalizada a seguir: