Questões de Concurso
Sobre física moderna em física
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O modelo atômico do átomo de hidrogênio proposto por Niels Bohr, em 1913, apresentava o conceito de nuvem eletrônica, posteriormente reformado no contexto da física quântica.
A importância do movimento harmônico simples unidimensional reside no fato de que qualquer potencial unidimensional bem comportado matematicamente pode, em certas condições, ser aproximado por um potencial quadrático.
A noção de um elemento observador é crucial tanto na física quântica quanto na teoria da relatividade especial, de modo que, em ambas, o observador é concebido da mesma maneira.
O fenômeno da radiação de corpo negro dá-se quando um feixe de luz incide sobre a superfície negra de uma placa metálica e é refletido com energia quantizada.
No contexto da óptica geométrica, já se defendia, à época de Newton, um comportamento dual da luz, ainda que distinto do que se confirmou com o advento da física quântica.
O experimento da dupla-fenda apresentado por Thomas Young no início do século XIX não suscitou discussões, exceto quando se percebeu, no século seguinte, que ele representaria um comportamento ondulatório para o que se imaginou serem corpúsculos, no âmbito da física clássica.
A partir das definições de massa relativística (m) e de massa inercial (m0) e da equação E = mc2 , deriva-se um termo que representa a energia de repouso de um corpo.
A cosmogonia e a mitologia dos povos antigos foram as ideias embrionárias que, lentamente, ao longo de milênios, evoluíram para dar origem à cosmologia, à mecânica e à física.
A teoria da relatividade contribuiu para formar uma imagem realística sobre a natureza física, em particular acerca das relações entre teoria, matemática e experiência.
Na equação, 92U238 + 7N14 → 99E246 + x, o x é igual a
I. Protetores solares são produzidos a partir de uma mistura complexa de componentes dos quais apenas 10% a 30% são ingredientes ativos, que interagem fisicamente com os fótons da porção do espectro da radiação solar que podem causar câncer nas células a diferentes profundidades do tecido epitelial (pela interação em nível molecular com trechos da molécula de DNA) como o UVA e o UVB.
II. O processo de excitação eletrônica de átomos pode ocorrer a partir da absorção/interação dos elétrons dos átomos. A energia dos fótons é dada por E = h.f, onde h é a constante de Planck e f a frequência do fóton (em acordo com a dualidade partícula-onda). A frequência e o comprimento de onda estão relacionados por c = λf.
III. São quantidades físicas e constantes características úteis às estimativas nesse contexto:
UVB: 280 a 315 nm
UVA: 315 a 400 nm
Infravermelho: 0.8
Também são materiais utilizados em filtros solares substâncias ativas inorgânicas, como micro e nanopartículas de ZnO e o TiO2 - famosos na indústria de dispositivos semicondutores e da opto-eletrônica onde foram primeiramente descobertos, testados e compreendidos no contexto da física moderna de materiais (que explora as propriedades eletrônicas dos materiais utilizando a mecânica quântica). Nos dois casos se tratam de materiais semicondutores (característica normalmente associada à sua forma cristalina macroscópica), com aplicações bastantes intensas, em combinações com outros materiais, em, por exemplo, células solares e dispositivos emissores de luz.
Considere as afirmativas a seguir.
I. Por terem mais átomos que as ______, e por serem
mais regulares na distribuição geométrica dos átomos,
as micro/nanopartículas têm seus estados eletrônicos
agrupados em conjunto mais denso nas energias dos
estados eletrônicos (que ficam espalhados sobre a
estrutura molecular) do que no caso de moléculas.
Com o aumento de tamanho dessas partículas,
mantida a regularidade geométrica, esse
adensamento de estados eletrônicos aumenta e leva
ao surgimento de ______ de valência e condução que
estão separadas por uma lacuna vazia de estados,
também conhecida como gap.
II. No gráfico a seguir temos a absorbância de nanopartículas de TiO2 (taxa de absorção de fótons pelo material comparada com a potência irradiada sobre o material, valor medido em um detector óptico). Se considerarmos que as transições ficaram suficientemente intensas em torno de 400 nm, o ______ (acessível pelo processo de excitação óptica) do TiO2 pode ser estimado em cerca de ______ eV.
Assinale a alternativa que preencha correta e respectivamente as lacunas.
I. Protetores solares são produzidos a partir de uma mistura complexa de componentes dos quais apenas 10% a 30% são ingredientes ativos, que interagem fisicamente com os fótons da porção do espectro da radiação solar que podem causar câncer nas células a diferentes profundidades do tecido epitelial (pela interação em nível molecular com trechos da molécula de DNA) como o UVA e o UVB.
II. O processo de excitação eletrônica de átomos pode ocorrer a partir da absorção/interação dos elétrons dos átomos. A energia dos fótons é dada por E = h.f, onde h é a constante de Planck e f a frequência do fóton (em acordo com a dualidade partícula-onda). A frequência e o comprimento de onda estão relacionados por c = λf.
III. São quantidades físicas e constantes características úteis às estimativas nesse contexto:
UVB: 280 a 315 nm
UVA: 315 a 400 nm
Infravermelho: 0.8
Dentre os componentes mais comuns das substâncias ativas utilizadas na produção de protetores solares temos moléculas orgânicas, como o Avobenzone, também chamado 3 - (4-tert-Butylphenyl) - 1 - (4- methoxyphenyl)propane-1,3 -dione.
Em moléculas a excitação eletrônica pode levar à alterações estruturais (geométricas) na molécula, em virtude da redistribuição dos elétrons nos estados excitados em relação à distribuição no estado fundamental. O processo de alteração da geometria molecular pode então desencadear alteração na energia dos estados excitados e promover transições eletrônicas mais próximas em energia e mesmo produzir interações com o ambiente molecular. Assim, o processo de desexcitação pode ser acompanhado por uma complexa cadeia de transições eletrônicas graduais, em cascata, que resultam na emissão de fótons pouco energéticos que não oferecem riscos à estabilidade química das moléculas de DNA, como no infravermelho térmico.
Considere a energia associada à excitação por UVA
de 360 nm e a energia de fótons mais energéticos da
faixa do infravermelho, já seguros à saúde. Assinale
a alternativa que apresenta o valor correto da
diferença entre essas duas energias (com
aproximação em dois algarismos significativos).
Considere as afirmações a seguir que representam fenômenos experimentais que as contribuições Einstein estão relacionadas.
I. O tempo nos satélites de GPS passa de forma diferente que na Terra devido a velocidade e distância que orbitam. Para garantir a sua precisão de operação e funcionalidade é necessário a inclusão das correções relativísticas na contagem do tempo. II. A descoberta de Urano só foi possível a partir dos cálculos da Relatividade Geral, que indicaram a posição do planeta a ser explorada pelos telescópios. III. A cinemática relativística foi incorporada à teoria quântica moderna na medida em que elétrons em átomos pesados, principalmente em níveis eletrônicos mais profundos, podem apresentar valores altos para o momento. IV. Einstein é famoso pelo desenvolvimento do chamado princípio de incerteza, que ficou conhecido pelo experimento do gato de Schroedinger - que guarda relação até mesmo com a promissora tecnologia dos computadores quânticos.
Dentre as alternativas, assinale aquela que corretamente identifica as afirmações que consistem de interpretações adequadas e que representam quebras de paradigma da produção científica vindos do trabalho de Einstein.
A esse respeito, assinale a afirmativa correta.
Um elemento radioativo possui meia-vida de 4 anos.
Assinale a opção que indica o tempo decorrido para que uma amostra de atividade 2 Ci desse elemento se reduza a 0,25 Ci.
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