Questões de Mecânica Quântica

Sobre o efeito túnel quântico, é correto afirmar que:

1. Aa partícula nunca pode ser encontrada em uma região classicamente proibida (onde E<V)
2. Ba partícula tem probabilidade não nula de ser encontrada em uma região classicamente proibida, onde E<V
3. Co efeito túnel só ocorre para partículas clássicas
4. Da probabilidade de tunelamento é sempre igual a 100%
5. Eo efeito túnel viola a conservação de energia

No experimento de Stern-Gerlach, um feixe de átomos de prata atravessa um campo magnético não uniforme. O que se observa experimentalmente?

1. Ao feixe atravessa sem qualquer deflexão
2. Bo feixe forma uma mancha contínua na tela
3. Co feixe se divide em três manchas discretas
4. Do feixe é totalmente absorvido pelo ímã
5. Eo feixe se divide em duas manchas discretas, evidenciando a quantização espacial do momento angular (spin)

No tratamento quântico completo do átomo de hidrogênio (equação de Schrödinger com potencial coulombiano), o número quântico principal n determina principalmente:

1. Aapenas o spin do elétron
2. Bn é sempre igual a zero
3. Co número quântico l é sempre igual a n
4. Da energia do estado (nos níveis não perturbados do hidrogênio)
5. Eo número quântico magnético m é sempre positivo

Para a partícula em uma caixa infinita, qual é a razão E2/E1 entre a energia do segundo e do primeiro nível?

1. A2
2. B4
3. C3
4. D8
5. E16

Um elétron está confinado em um poço de potencial infinito unidimensional de largura L = 1 nm. Qual é aproximadamente a energia do estado fundamental (n=1)?

1. A1,504 eV
2. B0,094 eV
3. C0,752 eV
4. D3,76 eV
5. E0,376 eV

Um elétron está confinado em um poço de potencial infinito de largura L = 2 nm. Qual é aproximadamente a energia do segundo nível excitado, n=2?

1. A0,094 eV
2. B1,504 eV
3. C0,752 eV
4. D0,376 eV
5. E0,188 eV

Qual é a expressão correta para o valor esperado (valor médio) de um observável associado ao operador em um estado ψ(x)?

1. A⟨Â⟩ = ∫ψ(x) dx
2. B⟨Â⟩ = ∫ψ*(x) Â ψ(x) dx
3. C⟨Â⟩ = Â, calculado diretamente sem integração
4. D⟨Â⟩ = ∫ dx
5. E⟨Â⟩ = ψ*(x)ψ(x) Â, sem integral

Para o estado fundamental (n=1) de uma partícula em uma caixa infinita de largura L=1 nm, qual é o valor da densidade de probabilidade |ψ1(x)|² exatamente no centro da caixa (x=L/2), onde ela é máxima?

1. A1,0×10⁹ m⁻¹
2. B4,0×10⁹ m⁻¹
3. C5,0×10⁸ m⁻¹
4. D2,0×10⁻⁹ m⁻¹
5. E2,0×10⁹ m⁻¹

Para um dado número quântico orbital l, quais valores o número quântico magnético m_l pode assumir?

1. Am_l varia de 0 até l
2. Bm_l assume valores inteiros de -l até +l
3. Cm_l é sempre igual a zero
4. Dm_l é sempre igual a n
5. Em_l varia de -n até n

Um próton e um elétron são confinados separadamente na mesma caixa de potencial infinito (mesmo L, mesmo n). Qual é aproximadamente a razão E_próton/E_elétron entre suas energias?

1. A1836
2. B1
3. C918
4. D5,45×10⁻⁴
5. E3672

Qual é a relação entre o comutador [x̂,p̂] e o princípio da incerteza de Heisenberg?

1. Ase [x̂,p̂]=0, o princípio da incerteza ainda se aplicaria da mesma forma
2. Bo comutador não tem nenhuma relação com o princípio da incerteza
3. Co comutador [x̂,p̂] é sempre igual a zero na mecânica quântica
4. Do princípio da incerteza se aplica apenas quando [x̂,p̂]=iħ²
5. Eo comutador não nulo [x̂,p̂]=iħ implica que x e p não podem ser medidos simultaneamente com precisão arbitrária, dando origem à relação ΔxΔp≥ħ/2

Sobre o spin de uma partícula fundamental, é correto afirmar que:

1. Ao spin surge da partícula girando fisicamente em torno de seu próprio eixo, como um pião clássico
2. Bo spin é uma forma intrínseca de momento angular, sem análogo clássico direto (não decorre de uma rotação física real da partícula)
3. Co spin é uma propriedade puramente clássica
4. Do spin só existe em partículas compostas, nunca em partículas fundamentais
5. Eo spin é sempre um número inteiro para qualquer partícula fundamental