Questões de Concurso sobre Física Atômica e Nuclear

Observe o gráfico a seguir.

Num experimento para estudar o efeito fotoelétrico em um dado metal, varia-se a frequência da luz incidente sobre o metal e mede-se o potencial negativo necessário para reduzir a corrente fotoelétrica a zero (o chamado potencial de frenagem). O gráfico acima mostra o resultado do experimento para o caso desse metal. Sendo assim, pode-se afirmar que a função trabalho, em eV, é:

Dado: constante de Planck

h=4,14x10^-15eV• s

O que é emitido quando um núcleo de ₉₂U²³⁸ se transforma em um núcleo de ₉₁Pa²³⁴?

Os físicos identificam 4 forças diferentes na Natureza: (1) da gravidade; (2) eletromagnética; (3) nuclear forte; (4) de Fermi ou nuclear fraca. Apenas três dessas forças são aptas a gerar estruturas estáveis.

Assinale a alternativa que identifica as forças que consolidam os planetas, as moléculas e os átomos, nessa ordem.

Em relação às chamadas radiações ionizantes, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) Embora radiações ionizantes sejam, por definição, aquelas que possuem energia suficiente para ionizarem átomos ou moléculas inicialmente em seus estados fundamentais, elas não são capazes de danificar uma célula e, muito menos, de afetar moléculas de DNA.

( ) Luz de comprimento de onda de 0,6 μm é radiação ionizante, pois um fóton com esse comprimento de onda tem uma energia maior do que a energia de ligação do átomo de hidrogênio.

( ) Podem ser exemplos de radiações ionizantes: partículas alfa, raios X e raios gama.

As afirmativas são, respectivamente,

Com relação ao princípio de ação e à produção de um radioisótopo, analise as afirmativas a seguir.

I. Nos reatores nucleares, são fatores que definem o tipo de reação que ocorre quando determinado nuclídeo é bombardeado com um feixe de nêutrons: a energia e o fluxo do feixe, as características e a quantidade do nuclídeo em questão e a seção de choque de ativação da reação desejada.

II. Os geradores de radionuclídeos permitem a separação química de nuclídeos‐filho radioativos de vida curta dos seus nuclídeos‐pai.

III. Os principais critérios na produção de radioisótopos são as elevadas purezas radionuclídica e radioquímica e a baixa atividade específica.

Assinale:

Três alunos, Paulo, Joana e Rafael, discutiam sobre o experimento de Rutherford e fizeram as seguintes afirmações:

• Paulo: Rutherford percebeu que a carga positiva do átomo não poderia estar espalhada por todo o átomo, mas sim concentrada num local muito menor que o próprio átomo.
• Joana: O experimento permitiu a Rutherford a descoberta do elétron, contrariando a ideia que havia na época de que o átomo fosse indivisível.
• Rafael: No experimento, Rutherford percebeu que os elétrons só poderiam se mover em determinadas órbitas em torno do núcleo, pois, nessas órbitas, os elétrons não emitiriam energia.

Está(ão) CORRETA(S) apenas a(s) afirmação(ões) feita(s) por:

O cíclotron é um instrumento que foi desenvolvido em 1931 pelos físicos Lawrence e Livingston, da Universidade da Califórnia, com o propósito de acelerar partículas atômicas carregadas até atingir elevadas energias cinéticas. As partículas de alta energia são usadas para bombardear núcleos atômicos, causando reações nucleares que são analisadas para se obterem informações acerca dos núcleos. Considere que um cíclotron, para acelerar prótons, possua um campo magnético (B) de 3,0 tesla e um raio máximo (r) de curvatura igual a 0,8 metros. Considere, ainda, carga do próton (q) = 1,6 x 10^–19 C, massa do próton (m) = 1,67 x 10^–27 kg, 1 elétron-volt (eV) = 1,6 x 10^–19 J e π ≅ 3,14.

Com base nessas informações, assinale a alternativa incorreta.

Uma relação empírica proposta por Balmer e outros pesquisadores para explicar os espectros de alguns elementos é dada por $\frac{1}{\lambda }=R_H\left[\frac{1}{{\left(\frac{n_f}{2}\right)}^2}-\frac{1}{{\left(\frac{n_i}{2}\right)}^2}\right]$ , em que RH é conhecida por constante de Rydberg. A teoria de Bohr propõe a seguinte relação para o cálculo da energia para átomos hidrogenoides: $E_n=-\left(K.\frac{e^2}{2.a}\right)\left(\frac{Z^2}{n^2}\right)$, em que Z é o número atômico. Considerando o átomo de Hélio ionizado (He⁺ ), assinale a alternativa que apresenta a expressão correta da constante de Rydberg.

Numa usina nuclear, como a de Angra dos Reis, por exemplo, obtém-se energia elétrica proveniente da

Em um microscópio eletrônico, elétrons são acelerados por uma diferença de potencial de 100 kV até atingirem uma tela contendo uma substância fluorescente, onde se formarão imagens. Qual a variação da energia cinética de um elétron nesse processo, em Joules? Considere a carga do elétron e = 1,6 x 10^-19 C.

Um próton com energia cinética de 1,0 MeV desloca-se frontalmente na direção de um núcleo de chumbo ²⁰⁷ ₈₂Pb (número atômico Z=82), aproximando-se até parar e imediatamente volta a se afastar. Qual a distância mínima, em metros, que o próton alcança do núcleo? Supõe-se que o próton parta do infinito até se aproximar do núcleo de chumbo. Considere a constante eletrostática do vácuo, k=9,0 x 10⁹ N.m²/C², 1 eV=1,6 x 10^-19 J e a carga do elétron e=1,6x10^-19C. Considere também que 1 MeV = 1,0 x 10⁶ eV.