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Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me mandou uma questão que fala sobre como o movimento dos elétrons é governado pelas leis da física quântica e como a velocidade efetiva desses elétrons depende da temperatura. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de mecânica quântica relacionados ao comportamento dos elétrons e como a temperatura influencia sua velocidade.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que na física quântica, os elétrons não se movem exatamente como pequenas bolas, mas sim como ondas ou partículas com propriedades de onda. Isso significa que a energia e a velocidade dos elétrons estão relacionadas aos estados quânticos que eles ocupam.

Passo 3

Agora, sobre a velocidade efetiva dos elétrons: em um material condutor, os elétrons têm uma velocidade média chamada de velocidade de deriva. Essa velocidade depende de fatores como a temperatura, porque quanto maior a temperatura, mais agitados os átomos do material ficam, o que dificulta o movimento dos elétrons.

Passo 4

A relação entre a velocidade dos elétrons e a temperatura pode ser descrita pela equação da velocidade de deriva:
Onde:
  • é a velocidade de deriva,
  • é a mobilidade dos elétrons,
  • é o campo elétrico aplicado.
A mobilidade depende da temperatura, geralmente diminuindo à medida que a temperatura aumenta devido ao aumento das vibrações atômicas que interferem no movimento dos elétrons.

Passo 5

Vamos considerar que a mobilidade tem uma relação inversa com a temperatura :
Onde é uma constante. Substituindo na equação da velocidade de deriva:
Isso mostra que a velocidade efetiva dos elétrons diminui conforme a temperatura aumenta, se o campo elétrico for constante.

Passo 6

Para resumir, a velocidade efetiva dos elétrons em um condutor depende da temperatura devido à influência das vibrações atômicas no material. Conforme a temperatura aumenta, a mobilidade dos elétrons diminui, resultando em uma menor velocidade de deriva.

Resposta

A velocidade efetiva dos elétrons diminui à medida que a temperatura aumenta, de acordo com a relação .

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Varrion adeatar o modilo de elítrans lives no qual supanas que as elítrans de conducão de um metel astow livas para usagar for todo a amartra; - Varros rufor tanlim que as elítrens nã̃o celidum usm cam as outros, mas afenas com as itomas do metul:
Num experimento projetado para se tentar observar a difração de partículas microscópicas elétrons com energia cinética de serão direcionados a um objeto que atuará efetivamente como uma parede com uma fenda de largura . Após atravessar a fenda os elétrons são registrados em um anteparo após percorrerem uma distância de alguns metros.
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b) Dada a largura da fenda e o comprimento de onda de Broglie obtido no item anterior, seria possível observar o fenômeno de difração nesse experimento? Explique sua resposta. Resp: