Questões de Concurso sobre Física Atômica e Nuclear

A datação por carbono-14 é uma técnica amplamente utilizada para estimar a idade de materiais orgânicos antigos. No entanto, existem certas recomendações e limitações que devem ser consideradas ao aplicar essa técnica. Suponha que um pesquisador esteja analisando uma amostra óssea de animal antigo. Ao realizar a datação por carbono-14, o pesquisador obtém uma idade radiocarbônica de 50.000 anos para a amostra. Contudo, o pesquisador acredita se tratar de um erro, visto seu conhecimento sobre as limitações da técnica. Assinale a alternativa que descreve corretamente essa limitação e a razão pela qual ela pode afetar a precisão da datação.

O efeito fotoelétrico é um fenômeno no qual ocorre a emissão de elétrons da superfície de metais ao serem irradiados por fótons de determinada frequência. Esse efeito é essencial para o funcionamento de equipamentos como câmeras de TV. Em um experimento de efeito fotelétrico, um metal é irradiado com fótons de frequência maior que a frequência de corte, assim, o número de elétrons ejetados da superfície do metal é proporcional

Em 1913, Niels Bohr formulou um modelo atômico que lançou as bases da teoria quântica do átomo. Uma das suas hipóteses é que o elétron do átomo de hidrogênio gira em torno do núcleo em uma órbita circular. A outra hipótese é a de que

Nessa teoria, a estrutura atômica é composta por um núcleo central positivo com elétrons orbitando ao seu redor. A teoria foi desenvolvida com base em experimentos de dispersão de partículas alfa em uma fina lâmina de ouro, conduzidos em 1911. O modelo foi um marco na compreensão da estrutura atômica e pavimentou o caminho para a descoberta da estrutura dos átomos com ainda mais detalhes nas décadas seguintes. O modelo atômico descrito é nomeado:

Acerca das forças e suas naturezas, relacione a Coluna 1 à Coluna 2.

Coluna 1

1. Força Nuclear Forte.

2. Força Nuclear Fraca.

3. Força Gravitacional.

4. Força Eletromagnética.

Coluna 2

( ) Força de atrito sobre um corpo que desliza sobre um plano inclinado.

( ) Força que mantém planetas orbitando ao redor do Sol.

( ) Força de empuxo sobre um corpo totalmente submerso em um fluido em equilíbrio hidrostático.

( ) Força elástica em uma mola distendida.

( ) Força normal sobre um corpo apoiado sobre uma superfície plana e horizontal.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

A respeito dos raios-X é correto afirmar que:

Considerando-se o momento angular decorrente do movimento circular do elétron como um múltiplo inteiro de uma constante, conclui-se que as órbitas eletrônicas são discretas.

Processos de ionização podem ocorrer quando há interação da radiação com a matéria.

A esse respeito, assinale a afirmativa correta.

Sobre a radioproteção, observe as sentenças:

I – Os princípios básicos da proteção radiológica incluem: justificativa, otimização da proteção e limitação da dose.

II – Os aventais de chumbo são indicados principalmente para a blindagem de raios alfa e beta, devido à sua alta densidade.

III – Quando a radiação se propagar de forma divergente a partir da fonte, quanto menor a distância entre a fonte e o indivíduo, maior será a dose absorvida.

As afirmativas corretas são:

Uma amostra de Flúor-18 foi preparada com uma atividade de 1 Ci. Sendo a meia-vida deste elemento igual a 110 minutos, determine a quantidade de átomos de F-18 na amostra preparada. Dados: 1 Ci = 3,7 x 10¹⁰ Bq; ln 2 = 0,693.

Bohr, um renomado físico do século XX, contribuiu significativamente para o desenvolvimento do modelo atômico ao aprimorar as ideias propostas por Rutherford. Com seu modelo, Bohr estabeleceu uma série de princípios que descreviam o comportamento dos elétrons em torno do núcleo atômico, fornecendo uma explicação crucial para o fenômeno do espectro de emissão de gases excitados. Esses postulados foram de extrema importância para avançar a compreensão da estrutura dos átomos e estabeleceram as bases fundamentais da física quântica. Analise as assertivas abaixo em relação aos postulados do modelo de Bohr e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) Os elétrons em um átomo estão confinados em órbitas circulares ao redor do núcleo, cujo raio da trajetória 𝑅_𝑛 = 5,3 × 10⁻¹¹𝑛²𝑚, sendo n um número inteiro correspondente à órbita do elétron.

( ) A energia de um elétron em uma órbita n (com n sendo um número inteiro) é dada por: 𝐸_𝑛 = $\frac{-13.6}{n}$𝑒𝑉.

( ) A energia dos elétrons é quantizada, ou seja, eles podem existir apenas em níveis de energia específicos.

( ) Quando um elétron transita de um nível de energia mais alto para um nível de energia mais baixo, ele emite energia na forma de fótons.

( ) O modelo de Bohr explica completamente o comportamento dos elétrons em átomos.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

O cientista dinamarquês Niels Bohr, ao pesquisar sobre a estrutura do átomo, propôs, na primeira metade do século passado, três postulados acerca do assunto. Um desses postulados está corretamente enunciado a seguir:

O modelo atômico foi alvo de discussões ao longo dos anos até chegamos ao modelo aceito atualmente. Sobre os modelos atômicos, assinale a alternativa incorreta.

Suponha que você foi contratado para atuar como físico especialista em um serviço de radioterapia que foi inaugurado em janeiro de 2022. O serviço possui um acelerador linear que funciona com energia única de fótons, não realiza tratamentos de intensidade modulada (IMRT ou VMAT) e nem radiocirurgias. Quando iniciou suas atividades, em janeiro de 2022, você verificou que todos os instrumentos de medidas necessários para o funcionamento do serviço haviam sido calibrados em dezembro de 2021, seguindo as especificações da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). No que diz respeito à necessidade de calibração por vencimento de prazos, de acordo com a CNEN, Norma 6.10, assinale a alternativa que apresenta corretamente quais instrumentos de medida devem ser calibrados até dezembro de 2023.

Um elemento muito utilizado na reação de fissão nuclear é o urânio (U). Na reação a seguir, apresenta-se parte de uma das possíveis reações de fissão envolvendo o urânio-235, no qual um nêutron (n) foi utilizado para bombardear o átomo de urânio, gerando um átomo de bário (Ba) e outro de criptônio (Kr).

Entre as alternativas a seguir, assinale aquela que preenche corretamente as interrogações.

Acerca dos princípios da radioproteção, analise as afirmativas abaixo.

I. As doses individuais em trabalhadores e de indivíduos da população em geral, na unidade de dose equivalente miliSievert (mSv), não devem ultrapassar os limites primários de dose anuais da legislação vigente.

II. O princípio ALARA (As Low As Reasonably Achievable) está associado a limitação da dose.

III. Alguns dos danos somáticos causados pela exposição podem ser reversíveis, porém, os danos genéticos são cumulativos e irreversíveis

IV. Qualquer atividade envolvendo radiação deve ser justificada em relação a outras alternativas disponíveis, e ainda produzir um benefício compensatório significativo para a sociedade.

Estão corretas as afirmativas:

Entre as divisas da França e da Suíça, está localizado o Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), onde se encontra o maior acelerador de partículas do planeta, o LHC. Sua circunferência é de 27 km e está localizado a 100 metros de profundidade. Considere um experimento em que uma partícula lançada nesse acelerador passa por um ponto de observação com velocidade angular de 2,0 x 10³ rad/s e, após transcorridos 3 s, ela passa por esse ponto com a velocidade de 8,0 x 10³ rad/s. Considerando π = 3 nessa questão, assinale a alternativa que apresenta corretamente a quantidade de vezes que essa partícula passa por esse ponto de observação durante os 3 s.

O isótopo de massa 238 do Urânio é um dos radioisótopos conhecidos que realiza uma série de decaimentos até atingir a configuração estável do elemento Chumbo de massa 206. Assim, um núcleo atômico, inicialmente de Urânio-238, até atingir uma configuração estável, emitirá uma quantidade de partículas alfa igual a:

O efeito Cherenkov é um fenômeno óptico que ocorre quando uma partícula carregada, como um elétron ou um próton, se move através de um meio material em uma velocidade maior do que a velocidade da luz nesse meio. Quando isso acontece, a partícula emite um cone de luz visível chamado de radiação Cherenkov.

Considere para a velocidade da luz no vácuo o valor de 300 mil km/s e para o índice de refração da água o valor de 1,33. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade de uma partícula que emitiria a radiação Cherenkov ao se deslocar na água.

A nanotecnologia é uma ciência que se dedica ao estudo da manipulação da matéria em uma escala atômica e molecular, lidando com estruturas em escalas de nanômetros.

Assinale a alternativa que cita corretamente o tipo de microscópio que nos permite visualizar em escala atômica.