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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 38.Exercícios - Ex. 14

38.14. O momento linear de um fóton é 8,24 ⋅ 10 - 28 k g ⋅ m s . a) Qual é a energia desse fóton? Expresse a resposta em joules e em elétron-volt. b) Qual é o comprimento de onda associado a esse fóton? Em que região do espectro eletromagnético ele está?

Passo 1

Bom, para calcular a energia de um fóton precisamos do momento e da velocidade. O momento nos é dado no exercício, e a velocidade é a velocidade da luz, já que o fóton é quantização da luz em partículas. Então

E = p c

É só substituir os valores

E = 8,24 ⋅ 10 - 28 ⋅ 2,998 ⋅ 10 8

Fazendo essa conta temos

E = 2,47 ⋅ 10 - 19   J

Mas o enunciado pede para dar a resposta tanto em Joules quanto em elétron-volts. Só precisamos saber que o fator de conversão é

1   e V → 1,602 ⋅ 10 - 19   J

Então

E = 2,47 ⋅ 10 - 19 1,602 ⋅ 10 - 19 = 1,54   e V

Passo 2

Agora vamos para o item (b). O comprimento de onda. Sabendo o momento do fóton nós conseguimos o comprimento de onda através da equação

λ = h p

Basta substituir os valores agora

λ = 6,626 ⋅ 10 - 34 8,24 ⋅ 10 - 28

Isso vai dar

λ = 8,04 ⋅ 10 - 7   m

Ou

λ = 804   n m

Esse comprimento de onda está um pouco acima do espectro visível, ele está dentro do espectro infravermelho, que vai até 10 - 4   m mais ou menos.

Resposta

  1. 1,54   e V
  2. 804   n m . Infravermelho.
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