Questões de Concurso sobre Ondas e Propriedades Ondulatórias

A destruição natural da gigantesca ponte sobre o estreito de Tacoma (Washington, USA), durante a década de 1940, ocorreu devido ao fenômeno da

A figura ilustra o espectro de emissão para a faixa da luz visível do hidrogênio. Considere a fórmula de Rydberg-Ritz, dada por:

$\frac{1}{{\lambda }_{mn}}=R_H\left(\frac{1}{m^2}-\frac{1}{n^2}\right)$,

onde$R_H=1,097X10^7{m}^{-1}$ é a constante de Rydberg.

Com base nessas informações, quais são, respectivamente, a série espectral, o valor de n e o comprimento de onda da linha $H_{\gamma }$ ?

Com relação às ondas, são feitas as seguintes afirmações:

I. As ondas mecânicas propagam-se somente em meios materiais.

II. As ondas eletromagnéticas propagam-se somente no vácuo.

III. As micro-ondas são ondas que se propagam somente em meios materiais.

Das afirmações acima está(ão) correta(s) apenas a(s)

Um professor de Ciências Naturais que deseja desenvolver a temática “as ondas eletromagnéticas que nos rodeiam” com os alunos deverá fazê-lo através do seguinte conteúdo:

Dois alto-falantes estão separados por uma distância d e emitem uma nota sonora de 400Hz em fase. Uma pessoa está na frente deles em linha reta com os dois alto-falantes. O menor valor de d (diferente de zero) para o qual a pessoa ouvirá o som dos alto-falante com a máxima intensidade é de

Dado:

Velocidade do som no ar: 340 m/s

Analise as afirmações a seguir:

I- Luz monocromática são radiações eletromagnéticas na faixa de luz visível compostas por um único comprimento de onda.

II- Luz policromática é aquela composta por uma combinação de duas ou mais cores monocromáticas, como por exemplo, a luz branca emitida pelo sol.

III- Um corpo de cor branca é aquele que absorve todas as cores sobre ele incididas, sem refletir nenhuma.

IV- Usando-se um prisma, é possível decompor a luz policromática nas luzes monocromáticas que a formam, o que não é possível para as cores monocromáticas, como o vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

Estão CORRETAS as afirmações:

Em uma lâmina de vidro, faz-se incidir luz monocromática de comprimento de onda λ e espessura d, cujos raios r₁ e r₂, mostrados na figura ao lado, são combinados no ponto A e observados por uma pessoa em O. Considerando as incidências quase perpendiculares ao plano da lâmina, a diferença de caminhos d das duas ondas que se superpõem será 2d. Como as ondas estão _______, a interferência será _______ se d for igual a um número _______ de meios comprimentos de onda, ou _______ se d for igual a um número _______ de meios comprimentos de onda.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no texto acima, na ordem em que aparecem.

Robson sabe de uma radiodifusora internacional que usa um sinal eletromagnético de frequência 12,5 MHz. Sabe também que a intensidade da corrente elétrica induzida numa antena de dipolo de comprimento L se comporta como a amplitude de uma onda estacionária numa corda de igual comprimento, com extremos presos e na qual as ondas progressivas se propagam com velocidade c=3×10⁸ m/s. Para que a frequência destas ondas de rádio coincidam com a frequência de ressonância fundamental da antena, o comprimento da antena deve ser, aproximadamente,

Durante a propagação de uma onda em 3D, toda região do espaço para a qual a onda possui a mesma fase é sempre descrita por uma equação 0,5 x + 4 y – 5 z = f(t).

Portanto, respectivamente, a forma das frentes de onda e a direção (x,y,z) de propagação são dadas por:

Um ponto quântico (quantum dot) é uma nanoestrutura (geralmente semicondutora) cujos elétrons têm sua energia quantizada, como num átomo. Estes materiais podem ser utilizados como marcadores luminosos em células. Uma vez fixados na célula e iluminados com luz, esses pontos quânticos agem como fontes de luz fluorescente e suas imagens podem ser vistas usando-se microscópio ótico. Este ponto quântico em uma dimensão pode ser estudado considerando-se um elétron confinado em um poço de potencial. Assim, os níveis de energia podem ser controlados mudando-se a largura L, a forma e a profundidade do poço de potencial. Considerando um elétron de massa m em um poço de potencial infinito de largura L, o comprimento de onda emitida pela transição de um elétron entre dois níveis de energia (n+1) e n é dada por

Obs: (c é a velocidade da luz no vácuo e$h=\frac{h}{2\pi }eh$ é a constante de Planck).

Uma onda harmônica com 20 cm de comprimento e 1 cm de amplitude desloca-se ao longo de uma corda. A corda possui um comprimento total de 10 m, massa de 600 g e está tracionada por uma força de 60 N.

Considerando essa situação hipotética, assinale a alternativa que apresenta a frequência angular da onda em radianos por segundo.

A figura abaixo representa dois harmônicos A e B, de frequências, respectivamente, iguais a f_A e f_B, que podem ser estabelecidos em uma mesma corda, fixa em suas extremidades, e tracionada por uma força de módulo F.

-

Harmônico A

-

Harmônico B

--

Nessas condições, a mesma razão, entre as frequências $\frac{f_A}{f_B}$ , pode ser obtida entre as frequências das ondas estacionárias representadas nos tubos sonoros abertos e idênticos A’ e B’, indicados na opção

Durante uma aquisição sísmica, cada tiro emitido por uma fonte é gravado por muitos receptores. A Figura abaixo ilustra uma geometria de aquisição marinha com uma fonte e quatro receptores.

A distância da fonte até o primeiro receptor, considerando da esquerda para a direita, é de 3.000 m, a distância entre os receptores é de 1.000 m, e a interface A está a 2.000 m de profundidade. Uma onda compressional é emitida pela fonte, propaga-se pelo meio, sofre reflexão na interface A e é captada pelo segundo receptor, como mostrado na Figura.

Se o meio de propagação possui uma velocidade compressional constante de 1.500 m/s, qual o tempo de propagação dessa onda até o segundo receptor?

Na incidência de uma onda plana, de cima para baixo, com um ângulo de 30° entre dois meios isotrópicos e elásticos, com o meio superior tendo uma velocidade de 2.000 m/s, e o meio inferior, uma velocidade de 2000 $\sqrt{2}$ m/s, os ângulos de reflexão e refração são, respectivamente,

Assinale a alternativa que apresenta um exemplo de onda eletromagnética.

O esquema abaixo representa duas fontes sonoras idênticas, que estão em fase, ou seja, elas emitem ondas com o mesmo comprimento de onda $\lambda$ e com suas cristas emitidas simultaneamente. Identifica-se no esquema, um observador que está a uma distante $L_1$ da Fonte Sonora 1 e a uma distância $L_2$ da Fonte Sonora 2.

Com base nas informações apresentadas, são feitas as seguintes afirmações:

I. Se $L_1=L_2+\lambda$ , então a onda oriunda da Fonte Sonora 1 estará em fase com a onda oriunda da Fonte Sonora 2, e a amplitude do som será maior do que a amplitude de uma única Fonte (considerando-se as Fontes Sonoras 1 e 2) para o observador.

II. Para que o observador ouça um som mais intenso do que o de uma única Fonte no ponto onde se encontra, as distâncias $L_1$ e $L_2$ devem resguardar uma relação matemática na forma $L_1-L_2=\pm \frac{1}{2}n\lambda$ .

III. O observador perceberá uma redução drástica na intensidade do som, se os caminhos $L_1$ e $L_2$ tiverem uma relação $\frac{L_1}{L_2}=-\frac{1}{2}n\lambda$.

IV. A onda sonora emitida jamais sofrerá qualquer efeito perceptível ao observador, pois seu comprimento de onda é extremamente pequeno.

Considerando-se as afirmativas acima, conclui-se que está(ão) correta(s) apenas

Uma onda com frequência de 50 kHz está na faixa do

A hipótese de De Broglie proposta pelo físico francês Louis de Broglie (1892 – 1987), propunha que o comportamento dual da radiação poderia ser também uma propriedade da matéria, onde o comprimento das ondas de matéria é dado por $\lambda =\frac{h}{p}$ onde$h=6,63X10^{-34}J.s$ e p é momento linear da partícula.

Com base nessa ideia, qual é o comprimento de onda de um elétron, que é submetido a uma diferença de potencial de 2,88kV?

Para esta questão considere:

Carga elementar: $e=1,60X10^{-19}C$

Massa do elétron: $m_e=9,00X10^{-31}kg$

Uma corda presa em ambas as extremidades possui um comprimento de 20 cm e uma massa de 100 g. Ao ser perturbada, ela produz uma frequência de 250 Hz, que corresponde à sua oscilação fundamental. Qual é a tensão nessa corda?