Problemas - Testes conceituais e Questões

Material de apoio

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Problemas Cap. 37 (1-5-7-13-18-23-32-44-55)
Questões Cap. 37 (1-4-6-8)
Problemas Cap. 38 (1-2-7-10- 15 -16 -19- -26-35-36)
Questões Cap. 38 (2-3-5-8-9-10)
Questões Cap 39 Todas
Problemas Cap 39 - 3 -5-7-9-11-13-15-35-37-38-40-45-51
Questões Cap. 40 - 1-2-3-4-5-6-7-8-9 e 10
Problemas Cap 40. - 3-10-11-27-31-33-42-47-51
Questões Cap 41. 1-2-3-7-10-11
Problemas Cap 41. 1-2–3-5-7-12-13-17-35-37
Questões Cap 42. 3-4-7-8-10-11-12
Problemas Cap 42. 3-6-13-14-15-16-17-18-20-23-25-26-27-33-36-38-39-40-41-51-59-63
Questões Cap 43. 1-3-4-5-6-7-8-9
Problemas Cap43 3-4-5-9-11-19-31-33-35-38-40-43
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Enunciados

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probcap39fundamentos.pdf
probcap40_fundamentosv4-8_ed.pdf
probcap41_fundamentosv4-8_ed.pdf
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Módulo I

1- Questão sobre ondas eletromagnéticas (EM).
a- Verbalizar o significado de cada uma das equações de Maxwell.
b- Obtenha a equação da onda EM a partir das equações de Maxwell.
c- Descreva o significado de cada coeficiente da equação da onda EM.

2- Obter a onda resultante da superposição de duas ondas φ1 e φ2 quando:
a- φ1= A sen(kx - ωt) e φ2 = φ1= A sen(kx - ωt)
b- φ1= A sen(kx' - ωt) e φ2 = φ1= A sen[(kx'+ λ/2) - ωt]
c- φ1= A sen(kx' - ωt) e φ2 = φ1= A sen[(kx'+ λ) - ωt]
(Deve ser concluído nos 15 minutos iniciais da aula do dia 29/3/2019)

3- Exercício para casa ( ENTREGUA 5/4/19)
* Questões sobre a determinação da velocidade da luz.
a- Detalhe a conta e os números (valores das grandezas) usadas por Fizeau para chegar ao valor da velocidade da luz. Escreva o significado destes números e de onde vieram.
b- Encontre a diferença percentual relativa entre o valor encontrado por ele e o valor atualmente aceito.
c- Encontre esta mesma diferença para o valor da velocidade da luz determinado anteriormente ao Experimento de Fizeau.
* Interferômetro de Michelson.
a- Qual foi o valor numérico obtido para a velocidade da luz obtido no experimento de Michelson-Morley?
b- Encontre, detahando as passagens, a expressão analítica para a diferença de fase dos feixes de luz que percorrem um interferômetro de Michelson-Morley com braços iguais, sendo um deles orientado paralelamente à direção do Éter.
c- Use a expressão encontrada para calcular o valor da diferença de fase usando a velocidade da Terra em relação ao Éter da ordem a 100.000 Km/h e o tamanho dos braços do interferômetro de 32 metros.
d- Qual a conclusão sobre a sensibilidade do experimento tendo como base o valor obtido?

4 Questão - Cinemática unidimensional Relativísica (para ser feita em sala de aula)

Parte I
Medida da Terra, a distância até a estrela alfa do Centauro é de 3,6 anos luz. Para um observador viajando da estrela para a Terra com velocidade de 0,8c:
a)Quanto é a velocidade da Terra?
b)Qual seria o fator de Lorentz?
c)Quanto é distância da Terra até Alfa do Centauro?

Parte II
Peggy está parada no centro de um vagão longo e plano, de comprimento próprio 600m. O vagão passa por Ryan, que está parado no solo, com uma velocidade v = 0,8c. Bombas acopladas às extremidades do vagão explodem simultaneamente no instante, t = 1,0 μs, medido no referencial de Peggy, quando ela passa por Ryan na posição x=0. Para Ryan, quando acontecem as explosões?

5- Questão - Transformações de Lorentz e conservação do Momento Linear.(Entrega até 26/4)

Vamos considerar uma colisão inelástica unidimensional de duas partículas iguais, uma em repouso inicialmente (partícula 2) e a outra incide sobre este com velocidade u (partícula 1). Após a colisão as duas permanecem unidas se movendo com velocidade u/2.
a - Aplique a transformação de velocidade de Galileu e verifique se haverá conservação do momento linear, como definido classicamente, no referencial S’ que se desloca com velocidade constante e igual a v em relação ao referencial S.
b - Aplique a transformação de velocidade de Lorentz e determine as velocidades das partículas 1 e 2, antes e depois da colisão, medida em um referencial S’ que se desloca com velocidade constante e igual a v em relação ao referencial S.
c- Considerando a resposta encontrada no item 2, verifique se haverá conservação do momento linear, como definido classicamente (p=mv).
d) Considerando a resposta encontrada no item c, verifique se haverá conservação do momento linear, como definido relativisticamente (p=γmv).
e- A definição do momento linear não se altera se introduzirmos o conceito de massa relativística m= γ m_0. O que acontece com o resultado para a medição da massa a medida que a velocidade entre o referencial e a partícula aumenta?

MÓDULO II

PRIMEIRA QUESTÃO PARA SER ENTREGUE ATÉ A AULA DO DIA 22 DE MAIO.
a) Detalhe o trabalho analítico para se resolver a equação de Schrödinger para o caso onde o potencial U(x) = zero para x<0 e x>L ; U(x) = Ub para L>x>0, para o caso onde a energia cinética do feixe de elétrons incidente tem energia cinética menor que a energia da barreira de potencial. b) Mostre que o coeficiente de transmissão pode ser escrito como: T ~ exp(-2 kb L); onde kb = √[8 π m(Ub-E)/h^2]

SEGUNDA ATIVIDADE EXTRACLASSE PARA SER ENTREGUE ATÉ O DIA 05/06/19

1 – Descreva, de maneira clara e detalhada, como se pode medir a energia de ionização dos átomos. Forneça resultados numéricos como exemplo.

2 – Descreva o experimento de Stern-Gerlach, e em particular explique:
a- Qual era o resultado esperado?
b- Porque a força de Coulomb não influenciou o resultado?
c- Porque a força de Lorentz não influenciou o resultado?
d- porque o número quântico associado ao spin tem valor ½ e não outro?