Vestibular: Testes para Resolver

Testes de Física Moderna – Lista 1

 

1.O diagrama mostra os níveis de energia (n) de um elétron em um certo átomo. Qual das transições mostradas na figura representa a emissão de um fóton com o menor comprimento de onda?

(A) I.
(B) II.
(C) III.
(D) IV.
(E) V.

Dobrando-se a energia cinética de um elétron não-relativístico, o comprimento de onda original de sua função de onda fica multiplicado por

3. O raio do horizonte de eventos de um buraco negro corresponde à esfera dentro da qual nada, nem mesmo a luz, escapa da atração gravitacional por ele exercida. Por coincidência, esse raio pode ser calculado não-relativisticamente como o raio para o qual a velocidade de escape é igual à velocidade da luz. Qual deve ser o raio do horizonte de eventos de um buraco negro com uma massa igual à massa da Terra?
(A) 9µm.
(B) 9mm.
(C) 30cm.
(D) 90cm.
(E) 3km.


4. Utilizando o modelo de Bohr para o átomo, calcule o número aproximado de revoluções efetuadas por um elétron no primeiro estado excitado do átomo de hidrogênio, se o tempo de vida do elétron, nesse estado excitado, é de 10–8s. São dados: o raio da órbita do estado fundamental é de 5,3x10-11me a velocidade do elétron nesta órbita é de 2,2 × 106m/s.
(A) 1 × 106 revoluções.
(B) 4 × 107 revoluções.
(C) 5 × 107 revoluções.
(D) 8 × 106 revoluções. 
(E) 9 × 106 revoluções.

5. Experimentos de absorção de radiação mostram que a relação entre a energia E e a quantidade de movimento p de um fóton é E = pc. Considere um sistema isolado formado por dois blocos de massas m1 e m2, respectivamente, colocados no vácuo, e separados entre si de uma distância L. No instante t = 0, o bloco de massa m1 emite um fóton que é posteriormente absorvido inteiramente por m2, não havendo qualquer outro tipo de interação entre os blocos. (Ver figura). Suponha que m1 se torne m1' em razão da emissão do fóton e, analogamente, m2 se torne m2’ devido à absorção desse fóton. Lembrando que esta questão também pode ser resolvida com recursos da Mecânica Clássica, assinale a opção que apresenta a relação correta entre a energia do fóton e as massas dos blocos.

(A) E = (m2 – m1)c2.
(B) E = (m1’ – m2’ )c2.
(C) E = (m2’ – m2)c2/2.
(D) E = (m2’ – m2)c2.
(E) E = (m1 + m1’ )c2.

6. Considere as seguintes afirmações:
I. No efeito fotoelétrico, quando um metal é iluminado por um feixe de luz monocromática, a quantidade de elétrons emitidos pelo metal é diretamente proporcional à intensidade do feixe incidente, independentemente da freqüência da luz.
II. As órbitas permitidas ao elétron em um átomo são aquelas em que o momento angular orbital é nh/2π, sendo n = 1, 3, 5….
III. Os aspectos corpuscular e ondulatório são necessários para a descrição completa de um sistema quântico.
IV. A natureza complementar do mundo quântico é expressa, no formalismo da Mecânica Quântica, pelo princípio de incerteza de Heisenberg.
Quais estão corretas?
(A) I e II.
(B) I e III.
(C) I e IV.
(D) II e III.
(E) III e IV.


7. Responder à questão  com base nas afirmativas abaixo sobre fusão nuclear.
I Durante a fusão nuclear de dois núcleos de pequena massa, origina-se um núcleo de massa maior.
II No interior de uma estrela ocorrem processos de fusão nuclear que se constituem na fonte primária da energia por ela emitida.
III A massa de uma estrela aumenta ao longo do tempo.
Analisando-se as proposições conclui-se que
(A) somente a I é correta.
(B) somente I e II são corretas.
(C) somente II e III são corretas.
(D) todas são corretas.
(E) nenhuma é correta.

8. A energia de um fóton de luz amarela é
(A) menor que a de um fóton de luz vermelha.
(B) maior que a de um fóton de luz laranja.
(C) igual à de um fóton de luz verde.
(D) igual à de um fóton de luz azul.
(E) maior que a de um fóton de luz violeta.

9. Uma superfície está sendo iluminada por uma lâmpada. Nesse caso, pode-se afirmar que a superfície está sendo irradiada com
(A) elétrons.
(B) prótons.
(C) fótons.
(D) partículas alfa.
(E) partículas beta.

10. Cargas elétricas podem ter sua trajetória alterada quando em movimento no interior de um campo magnético. Esse fenômeno fundamental permite explicar
(A) o funcionamento da bússola.
(B) o aprisionamento de partículas carregadas pelo campo magnético da Terra.
(C) a construção de um aparelho de raio X.
(D) o funcionamento do pára-raios.
(E) o funcionamento da célula fotoelétrica.


11. Um feixe de luz incide em uma lâmina de metal, provocando a emissão de alguns elétrons. A respeito desse fenômeno, denominado de efeito fotoelétrico, é correto afirmar que
(A) qualquer que seja a freqüência da luz incidente, é possível que sejam arrancados elétrons do metal.
(B) quaisquer que sejam a freqüência e a intensidade da luz, os elétrons são emitidos com a mesma energia cinética.
(C) quanto maior a intensidade da luz de uma determinada freqüência incidindo sobre o metal, maiores são as energias com que os elétrons abandonam o metal.
(D) quanto maior a freqüência da luz de uma determinada intensidade incidindo sobre o metal, maiores são as energias com que os elétrons abandonam o metal.
(E) quanto maior a freqüência da luz de uma determinada intensidade incidindo sobre o metal, mais elétrons abandonam o metal.


12. Substâncias radioativas emitem radiações alfa, beta, gama e nêutrons. Na pesquisa sobre a natureza e propagação dessas radiações, usam-se campos magnéticos, entre outros recursos. O campo magnético pode influir na trajetória das radiações
(A) alfa e beta.
(B) alfa e nêutron.
(C) alfa e gama.
(D) nêutron e gama.
(E) beta e gama.

13. Os avanços tecnológicos referentes ao uso da energia nuclear para produzir eletricidade são notáveis. A legislação pertinente pune severamente as empresas responsáveis por quaisquer danos pessoais e ambientais. Mas os acidentes continuam acontecendo, como os do segundo semestre de 1999 na Ásia. O grau de risco dessa atividade é alto porque todas as usinas
I. dependem do processo da fusão nuclear.
II. empregam água pesada (ou deuterada), que é originariamente radioativa.
III. empregam materiais físseis, que permanecem radioativos por longos períodos de tempo.
Analisando-se os três fatores acima, deve-se concluir que é correta a alternativa
(A) somente I .
(B) somente III.
(C) somente I e II.
(D) somente I e III.
(E) I, II e III.


14. Energia solar é a energia eletromagnética irradiada pelo Sol. Na região central do Sol ocorrem processos de fusão nuclear nos quais a massa dos núcleos formados pela fusão é menor do que a soma das massas dos núcleos que lhes deram origem. Portanto, a energia solar provém da massa do Sol.

A energia eletromagnética irradiada no núcleo do Sol nas reações de fusão nuclear é essencialmente gama, no entanto, após incontáveis processos de absorção e reemissão nas camadas do Sol, em direção a sua superfície, a composição espectral da radiação vai-se alterando significativamente de tal modo que, quando finalmente jorra no espaço, sua distribuição espectral situasse entre os comprimentos de onda de 0,10 µm e 100 µm, com aproximadamente 7% na região do ultravioleta, 47% na região visível e 46% na região infravermelho do espectro eletromagnético.

Durante um ano, a massa que o Sol perde irradiando energia é de aproximadamente 1,34.1017kg ou 134 trilhões de toneladas. A cada 45 milhões de anos o Sol perde o equivalente a uma massa da Terra (6.1024kg). Durante a era dos dinossauros, o Sol perdeu cerca de cinco vezes a massa de nosso planeta. A massa do Sol é de 2.1030kg.
Com base nesse texto, são feitas três afirmativas:
I. A perda de massa pelo Sol é muito grande e está de acordo com algumas previsões sobre
o fim do mundo no próximo milênio.
II. Na fusão nuclear não ocorre conservação da massa.
III. A perda de massa pelo Sol irradiando energia é desprezível e, em um bilhão de anos,
representa menos do que sete milésimos por cento da sua massa.
Pela análise das afirmativas, está correta a alternativa
(A) I.
(B) I, II e III.
(C) II.
(D) II e III.
(E) III.


15. O dualismo onda-partícula refere-se a características corpusculares presentes nas ondas  luminosas e a características ondulatórias presentes no comportamento de partículas, tais como elétrons. A Natureza nos mostra que características corpusculares e ondulatórias não são antagônicas mas, sim, complementares. Dentre os fenômenos listados, o único que não está relacionado com o dualismo onda-partícula é
(A) o efeito fotoelétrico.
(B) a ionização de átomos pela incidência de luz.
(C) a difração de elétrons.
(D) o rompimento de ligações entre átomos pela incidência de luz.
(E) a propagação, no vácuo, de ondas de rádio de freqüência média.


16. Na fabricação de um material semicondutor tipo N, emprega-se silício (tetravalente) dopado com uma substância que, na sua camada mais externa, tem quantidade de elétrons igual a
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 4
(E) 5


17. INSTRUÇÃO: Responder à questão  com base no enunciado e afirmativas abaixo.
Sobre a natureza e comportamentos de ondas são feitas quatro afirmativas:
I. Ondas eletromagnéticas propagam-se também no vácuo.
II. Ondas sonoras não podem ser polarizadas.
III. Ondas de mesma freqüência têm sempre a mesma amplitude.
IV. O raio X é uma onda eletromagnética.
Considerando as afirmativas acima, é correto concluir que
(A) somente I é correta.
(B) somente II é correta.
(C) somente I, II e III são corretas.
(D) somente I, II e IV são corretas.
(E) todas são corretas.


18. Em 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Roentgen descobriu os raios X, que são usados principalmente na área médica e industrial. Esses raios são
(A) radiações formadas por partículas alfa com grande poder de penetração.
(B) radiações formadas por elétrons dotados de grandes velocidades.
(C) ondas eletromagnéticas de freqüências maiores que as das ondas ultravioletas.
(D) ondas eletromagnéticas de freqüências menores do que as das ondas luminosas.
(E) ondas eletromagnéticas de freqüências iguais às das ondas infravermelhas.


19. A sigla “LASER” (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) significa “luz amplificada por emissão estimulada de radiação” ou “radiação luminosa amplificada por emissão estimulada”.
A radiação LASER emitida por um gás é radiação luminosa
(A) coerente e monocromática.
(B) coerente e policromática.
(C) não coerente e monocromática.
(D) não coerente e polarizada.
(E) policromática e polarizada.

 

 

Gabarito preliminar

1C
2A
3B
4??
5D
6E
7B
8A
9C
10B
11D
12A
13B