Analise as afirmativas abaixo, determine se são verdadeiras ou falsas e justifique cada uma delas com base nas equações relacionadas a esse sistema.
A partícula pode ser refletida pela barreira apenas se .
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o enunciado está dizendo. A afirmação é: “A partícula pode ser refletida pela barreira apenas se .” Isso está relacionado ao estudo de mecânica quântica, mais especificamente ao comportamento de partículas ao encontrar uma barreira de potencial. Para resolver isso, vamos precisar conhecer as equações de transmissão e reflexão de uma partícula em uma barreira de potencial.
Passo 2
Na mecânica quântica, quando uma partícula encontra uma barreira de potencial , existem duas situações principais:
Energia da partícula : A partícula não tem energia suficiente para “superar” a barreira, mas, devido ao fenômeno de túnel quântico, há uma probabilidade não nula de que a partícula seja refletida ou mesmo de que atravesse a barreira.
Energia da partícula : A partícula tem energia suficiente para “superar” a barreira, mas ainda assim, há uma chance de reflexão parcial devido às propriedades ondulatórias da partícula.
Passo 3
Vamos olhar para as equações de transmissão e reflexão. A probabilidade de reflexão e transmissão são dadas por:
onde e . Mesmo quando (isto é, é real), não é necessariamente zero, indicando que há uma probabilidade de reflexão.
Passo 4
Portanto, a afirmação de que a partícula só pode ser refletida se não é completamente verdadeira. Mesmo com , a reflexão pode ocorrer, embora com menor probabilidade comparada ao caso .
Resposta
Falsa. Uma partícula pode ser refletida pela barreira mesmo quando sua energia é maior que , embora a probabilidade de reflexão seja menor nesses casos.