Questões de Concurso sobre Física Moderna

Sabendo que o número atômico do césio-137 é 55, a massa atômica e o número atômico do elemento final após um decaimento beta e um decaimento gama são, respectivamente,

O processo radioativo no qual um elemento radioativo decai emitindo uma partícula alfa é ilustrado na equação:

Avalie as seguintes asserções e a relação proposta entre elas.

I. Detectores a gás Geiger-Müller portáteis são particularmente úteis para a detecção de fontes radioativas perdidas no ambiente e para identificação de zonas de contaminadas,

PORQUE

II. devido à tensão de operação do detector a gás Geiger-Müller portátil, o sinal é proporcional à energia da radiação incidente, promovendo a detecção rápida de fontes de baixa atividade.

A respeito dessas asserções, assinale a alternativa CORRETA.

Assinale a alternativa que representa o gráfico que mostra a dependência entre o risco de dano biológico e a dose de radiação ionizante, para baixas doses, seguindo o modelo aceito pela Comissão Regulatória Nuclear dos Estados Unidos (USNRC).

Em relação ao trabalhador e à radioproteção, nas minas de urânio a céu aberto, a maior preocupação é a inalação de poeira, e nas minas subterrâneas, além da poeira, a presença de radônio acumulado no ambiente.

Sendo assim, o cuidado com a radioproteção consiste em evitar a:

Os núcleos de ${}_6^{{}^{14}C}$ são criados nas altas camadas da atmosfera pelos raios cósmicos. Para cada átomo de ${}_6^{14}C$ , existem 7,4.10¹¹ átomos de ${}_6^{12}C$. Para todos os organismos vivos, a razão de ${}^{{}^{14}}C$ para${}^{{}^{12}}C$ é a mesma, devido às constantes trocas de C0₂ com o meio ambiente. Quando um organismo morre, ele deixa de absorver ${}^{{}^{14}}C$ da atmosfera e, assim, a razão ${}^{{}^{14}}C$ para ${}^{{}^{12}}C$ começa a diminuir, por causa do decaimento do ${}^{{}^{14}}C$. Portanto, é possível determinar há quanto tempo ocorreu a morte da matéria orgânica medindo a atividade radioativa da amostra. O decaimento beta do ${}_6^{14}C$ é usado para datar amostras orgânicas, com idades entre 1000 e 25000 anos.

Qual é a opção que representa corretamente o decaimento beta do ${}_6^{14}C$ ?

No acelerador de partículas do Centro Europeu de Pesquisa Nucleares (CERN), são acelerados prótons, num anel de aceleração de aproximadamente 27 km de perímetro, com a intenção de realizar colisões entre partículas e investigar sua estrutura fundamental a altas energias. Nesses aceleradores, o próton pode atingir velocidades da ordem de 90% da velocidade da luz.

Considerando-se a massa de repouso do próton como sendo 1,67.10^-27 kg, qual seria sua massa relativística nessas condições?

Historicamente, a aplicação da radiologia em ciência forense foi introduzida em 1896, apenas um ano após a descoberta dos raios-X por Roentgen, para demonstrar a presença de balas de chumbo na cabeça de uma vítima. Sobre os Raios X, é CORRETO afirmar:

Em relação aos postulados de Bohr sobre a natureza dos átomos, assinale com V as afirmativas verdadeiras e com F as falsas.

( ) A energia da radiação eletromagnética irradiada, quando um elétron salta entre um estado estacionário de número quântico orbital n_i para um outro estado estacionário caracterizado pelo número quântico orbital n_f, é proporcional a (1/n_f – 1/n_i)², n_i > n_f.

( ) Os elétrons em um átomo se movem em órbitas circulares ao redor do núcleo sob a influência da atração coulombiana sem irradiar. Essas órbitas estáveis são denominadas estados estacionários, e seu momento angular (L) é múltiplo inteiro h/2$\pi$ (h = constante de Planck).

Assinale a sequência CORRETA.

Numa reação nuclear pode acontecer emissões de algumas partículas como alfa (α), beta (β), gama ($\gamma$) e nêutron (n).

Na equação, ₉₂U²³⁸ + ₇N¹⁴ → ₉₉E²⁴⁶ + x, o x é igual a

A degenerescência é um conceito importante na física atômica e molecular e pode ser entendida mesmo classicamente. Considere três paralelepípedos retos de seis faces. Considerando a energia potencial (V=mgh), onde m é a massa do corpo e h é a altura do centro de massa em relação superfície sobre a qual uma das faces do corpo está apoiada, analise as afirmações a seguir

I. Para o paralelepípedo de lados $(a=b<c)$ , o nível mais baixo de energia potencial possui degenerescência igual a -1.

II. Para o paralelepípedo de lados$(a<b<c)$ , existem três níveis diferentes de energia, cada um com degenerescência igual a 2.

III. Para o paralelepípedo com lados$(a=b=c)$ , temos o menor valor de degenerescência.

IV. No que se refere a estes três corpos, podemos concluir corretamente que quanto maior o grau de simetria do sistema maior é a degenerescência.

Está correto o que se afirma em

Existe um equipamento que funciona baseado na emissão estimulada, que inverte a população de átomos no estado fundamental para o estado excitado em uma amostra, ou seja, para que este equipamento funcione é preciso que existam mais átomos no estado excitado que no estado fundamental na amostra. Este equipamento é chamado de:

Quando o estado de um núcleo atômico muda de uma situação de alta energia para baixa energia, ocorre a emissão de raios gama, cuja energia é dada por hf, e cujo momentum é dado por hf/c, em que h é a constante de Planck, f a frequência da radiação emitida e c a velocidade da luz. Quando um núcleo atômico livre, de massa M, emite uma radiação gama, ele recua numa direção oposta à da emissão da radiação. Os valores da velocidade de recuo do núcleo e da sua energia cinética são, respectivamente:

Na física nuclear, um núcleo de um isótopo de um elemento químico é caracterizado por _xA^y, onde A é o símbolo do elemento. Considerando essa notação, é correto afirmar que

Quando ficamos expostos à radiação ultravioleta (UV), nossa pele produz melanina, criando uma barreira de proteção para que a luz UV não penetre na pele. A melanina confere à pele o tom moreno. Essa reação só é produzida quando a pele recebe o quantum de luz adequado, de forma que não é possível, por exemplo, obter um bronzeamento com a luz de uma lâmpada incandescente, mesmo que esta tenha grande intensidade, pois a radiação infravermelha e a luz visível emitidas por ela são incapazes de ativar a produção de melanina. No efeito fotoelétrico, em que uma superfície que recebe radiação pode ejetar elétrons, também existe um limiar para que ocorra o efeito.

Considere um fóton de comprimento de onda 300 nm incidindo em uma superfície de sódio, cuja função trabalho é igual a 2,28 eV, Utilizando h=6,63.10^-34 j.s , c=3,10⁹ m/s e 1eV = 1,602.10^-19j a energia máxima de um fotoelétron ejetado da superfície de sódio será de aproximadamente

O estado de uma partícula pode ser descrito por: ψ(x) = ${\left(\frac{\sqrt{2}}{\pi }\right)}^{\frac{1}{2}}$ $\frac{x+ix}{1+i{x}^2}$ . A posição mais provável para se encontrar a partícula é:

A carta de nuclídeos é uma tabela que apresenta os núcleos conhecidos ordenados na vertical pelo número de prótons e, na horizontal, pelo número de nêutrons. A maioria dos núcleos desta carta são radioativos e podem emitir espontaneamente uma ou mais partículas, transformando-se (decaindo) em outros nuclídeos, que ocupam um lugar diferente na carta. Como se denomina o decaimento em que um elétron e um neutrino são emitidos por um núcleo?

Se o tempo de meia-vida de uma amostra de um material radioativo é 2 mil anos, qual será a proporção da amostra restante depois de 8 mil anos?

A reação abaixo descreve a produção de um radioisótopo utilizado atualmente em Medicina Nuclear. Considere X e Y, radiações emitidas ou absorvidas nesse processo.

₄₂⁹⁹Mo + X → ₄₃^99mTc → ₄₃⁹⁹Tc + Y

Considerando‐se essas informações é correto afirmar:

Observe a figura abaixo, em que estão representadas as energias dos quatro primeiros níveis de energia para o átomo de hidrogênio.

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Fonte: FUNCERN, 2017

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Sobre um átomo de hidrogênio no estado fundamental incidem dois fótons, cujas energias são 13,20 eV e 10,20 eV, respectivamente.

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Nesse caso, será absorvida a energia do fóton com