Questões de Concurso sobre Ondas e Propriedades Ondulatórias

Uma onda mecânica harmônica propagase ao longo de uma corda esticada, sendo descrita pela função de onda y(x,t) = Asen(kx - ωt) em que y(x,t) representa o deslocamento transversal de um ponto da corda em relação à posição de equilíbrio, k é o número de onda, A é a amplitude e ω é a frequência angular da oscilação. Sabendo que, em uma onda mecânica, os pontos do meio apenas oscilam em torno de suas posições de equilíbrio, a velocidade de um ponto da corda situado em um ponto fixo em x é:

Uma corda ideal, homogênea, de densidade linear 𝜇 e submetida a uma tensão constante 𝑇 é percorrida por uma onda harmônica progressiva descrita pela função 𝑦(𝑥,𝑡) = 𝐴 𝑐𝑜𝑠(𝑘𝑥 − 𝜔𝑡 + 𝛿). De acordo com o formalismo da mecânica ondulatória clássica, a potência instantânea 𝑃(𝑥,𝑡) transmitida através de um ponto 𝑥 da corda e a densidade de energia total $\frac{dE}{dx}$ associada ao elemento de comprimento 𝑑𝑥 guardam relações fundamentais com os parâmetros da onda. Considere 𝑣 = √𝑇/𝜇 como a velocidade de fase da onda. Assinale a alternativa que expressa corretamente a relação entre a velocidade transversal máxima das partículas da corda (𝑣_{𝑦,𝑚𝑎𝑥}) e a velocidade de fase (𝑣), bem como o comportamento das densidades de energia cinética (𝑑𝑇/𝑑𝑥) e potencial (𝑑𝑈/𝑑𝑥).

As emissoras de rádio, ao transmitirem na faixa de frequência modulada, o fazem entre as frequências de 88 MHz e 108 MHz. Considerando duas emissoras transmitindo em frequências diferentes, é correto afirmar que

Observe a figura:

Fonte: MORTIMER, Eduardo Fleury; MACHADO, Andréa Horta. Química: ensino médio. 2. ed. São Paulo: Scipione, 2013.

As ondas são uma forma de propagação de energia sem transporte de matéria. Além do comprimento de onda, outra grandeza fundamental para caracterizar uma onda é a frequência. Com base na figura e em seus conhecimentos sobre o tema, é possível afirmar que:

Considerando que, no sistema descrito no texto 6A2-II, a onda incidente sobre a fenda tenha comprimento de onda de 0,5 mm, assinale a opção que representa o ângulo entre o eixo central da fenda e o primeiro ponto em que irá ocorrer a interferência totalmente destrutiva das frentes de onda originadas pela difração da frente de onda que passa pela fenda.

Um guia de onda de seção transversal retangular deve transmitir o modo TE₁₀ na frequência de 10 GHz. As dimensões do guia são tais que λ/λ_g = 0,5 para esse modo.

Para atender essas características, a largura deste guia deve ser de aproximadamente

Antes de submeter o Plano de Proteção Radiológica à aprovação da CNEN pelo titular da instalação, o analista de radioproteção projetou uma barreira de concreto para proteção dos profissionais da radiação gama de 1,0 MeV de energia, emitida por uma fonte de Césio.

Sabendo que o coeficiente de atenuação linear do concreto para a energia de 1,0 MeV é μconcreto = 0,12 cm⁻¹, assinale a opção que indica a espessura da barreira de concreto (em cm) necessária para reduzir a intensidade do feixe em 1/100 do valor inicial. (Dado: In 0,01 = – 4,6)

O som e a luz são ondas de naturezas diferentes: o som é uma onda mecânica e a luz, uma onda eletromagnética. Assim, apesar de algumas semelhanças, apresentam propriedades distintas. Relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando as seguintes propriedades às suas respectivas ondas.

Coluna 1

1. Som.

2. Luz.

3. Som e luz.

Coluna 2

( ) Sua propagação independe de um meio material.

( ) São longitudinais.

( ) Não transportam matéria.

( ) Transportam energia.

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

Com base no espectro de radiação eletromagnética abaixo, assinale a alternativa correta.

Considere que três ondas com três comprimentos de ondas λ₁, λ₂ e λ₃ atravessem a fenda mencionada no texto 6A2-II e que, ao atravessar a fenda, essas ondas difratem. Nesse caso, para que esse fenômeno seja possível, λ₁, λ₂ e λ₃ deverão ser respectivamente iguais a

De acordo com a Física Ondulatória, analise as afirmações apresentadas a seguir:

I.Em fluidos, ondas mecânicas são sempre transversais.

II.Toda onda que se propaga em um meio material é de natureza mecânica.

III.A velocidade do som em um meio depende das propriedades elásticas do meio e de sua densidade.

É correto o que se afirma em:

Uma fonte pontual situada no ar (índice de refração n = 1) emite ondas esféricas periódicas com frequência f e comprimento de onda λ. Essas ondas incidem sobre uma superfície plana de um líquido dielétrico perfeitamente transparente. Sabe-se que, ao penetrar no líquido, a velocidade de propagação da onda é reduzida a 75% da sua velocidade no ar. No instante em que uma frente de onda atinge a superfície com um ângulo de incidência θ_i, tal que senθ_i = 0,8, um observador submerso analisa o comportamento da onda.

Considerando essas afirmações, assinale a alternativa que descreve corretamente a razão entre o comprimento de onda no líquido e no ar, bem como o ângulo de refração θ_R sofrido pela frente de onda.

No efeito Compton, observa-se o espalhamento de fótons por elétrons "livres" em um alvo. O deslocamento no comprimento de onda depende exclusivamente do ângulo de espalhamento e de constantes fundamentais. Teoricamente, esse fenômeno é uma evidência direta de que:

No circuito abaixo, as características do XTAL são: f₀= 1,2 MHz e r_s= 50Ω.

Sabendo que L= 2,4 ɥH; C= 820 pF; R₁=100 kΩ e R₂=50 kΩ, a frequência possível de oscilação desse circuito é de aproximadamente

Assinale a opção em que é corretamente apresentada a condição essencial para a observação estável de padrões de interferência.

A velocidade de uma onda em uma corda depende apenas

Considerando, a partir do texto 6A2-I, que a velocidade da luz no ar seja 3×10⁸ m/s, assinale a opção em que é indicado o comprimento da onda incidente, em mm.

Um sensor subaquático med 100dB a 100 m de um navio. Supondo-se propagação esférica sem absorção, a que distância o nível cai para 60 dB?

Um elétron e um próton possuem a mesma energia cinética não relativística e propagam-se no vácuo. Ambos são descritos como ondas de matéria de acordo com a hipótese de De Broglie.

Considere as seguintes proposições:

I. O comprimento de onda de De Broglie do elétron é maior que o do próton.

II. O comprimento de onda de De Broglie depende apenas da energia cinética da partícula.

III. A velocidade associada ao elétron é maior que a do próton.

IV. Para a mesma energia cinética, as duas partículas apresentam o mesmo momento linear.

Assinale a alternativa CORRETA:

A luz pode ser descrita tanto como raio quanto como onda, dependendo da escala dos fenômenos observados. Fenômenos como a polarização demonstram a natureza transversal das ondas eletromagnéticas. Acerca do assunto, registre V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:

(__)A polarização da luz ocorre quando as oscilações do campo elétrico da onda são restringidas a uma única direção preferencial em um plano perpendicular à propagação.

(__)O fenômeno da difração é caracterizado pelo desvio sofrido pela luz ao passar de um meio transparente para outro com índice de refração significativamente menor.

(__)Na reflexão total interna, a luz passa de um meio com maior índice de refração para um de menor índice, sendo totalmente refletida se o ângulo de incidência for maior que o crítico.

(__)A interferência destrutiva entre duas ondas de luz idênticas ocorre quando a diferença de caminho entre elas é igual a um número inteiro de comprimentos de onda.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo: