Questões de Concurso sobre Física Moderna

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:

Para a construção de uma célula fotoelétrica, que será utilizada na abertura e fechamento automático de uma porta, um pesquisador dispõe de quatro metais, cujas funções trabalho (ω) estão listadas na tabela abaixo.

Sendo que essa célula deverá ser projetada para funcionar com luz visível, poderá(ão) ser usado(s) somente o(s) metal(is)

Dados:

h = 4,1 . 10^-15 eV . s

Diagrama do espectro visível

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:

Nos Conteúdos Complementares de Física, o Eixo Temático VII − Física Moderna − aborda temas relacionados a noções de Física Nuclear e Quântica, tratando de assuntos como radioatividade e a natureza dual da luz: onda/partícula. Temas da Física Moderna devem ser tratados no Ensino Médio, dentre outros argumentos, pelo fato de que

A respeito da Física Moderna, é correto afirmar:

Um dos modelos mais simples para aplicação da equação de Schroedinger é o do poço infinito. Um elétron de massa m, confinado em um poço infinito de largura L e estando no primeiro estado excitado, possui uma energia total, em função da constante de Planck h, de

Uma partícula de massa 2,21 × 10^–31 kg move-se com uma velocidade de 3 × 10² m/s. Considerando que a constante de Planck vale 6,63 × 10^–34 J.s, assinale a alternativa que apresenta o comprimento de onda de de Broglie para essa partícula.

No contexto da teoria da relatividade, o efeito Doppler da luz, isto é, a variação da frequência da luz produzida pelo movimento relativo entre a fonte e o detector, leva à conclusão de que as cores dos objetos dependem do referencial mediante o qual são observadas. Por exemplo, um objeto de cor vermelha que se aproximasse com um certa velocidade de um observador pareceria de cor verde. Considerando que os comprimentos de onda da luz vermelha e da verde são, respectivamente, 700 nm e 500 nm, a velocidade necessária para que isso ocorra, em termos da velocidade da luz c, é aproximadamente, de

Analise as afirmações acerca da teoria quântica:

I. A teoria quântica coloca em xeque a precisão rigorosa e o determinismo característicos da física clássica de Newton.

II. A teoria quântica é limitada ao mundo do infinitamente pequeno, segundo Erwin Schrödinger.

III. O Princípio da Incerteza, formulado em 1927 por Werner Heisenberg, afirma ser impossível medir com precisão, no mesmo instante, a posição e a velocidade de uma partícula.

Dentre elas,

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.

No desenvolvimento da Física Moderna, um dos pilares é a teoria quântica, estabelecida no início do século passado. Faça a associação correta entre os personagens históricos e suas proposições.