Questões de Física - Física Moderna para Concurso

Como consequência dos postulados de Einstein, que compõem a Teoria da Relatividade Especial, as medidas de tempo e de espaço são afetadas pela velocidade relativa entre os sistemas de referência. Dois corpos idênticos de comprimento L, separados por uma distância A = L/2 (quando medida em repouso), se deslocam com mesma direção e sentido e a mesma velocidade v, ao longo do tempo. Considerando que esta velocidade alcance o regime relativístico, com v ~ 0,4c, qual será a percepção (aproximada) da separação destes corpos, feita por um observador em repouso em relação a Terra?

Em seus estudos, Isaac Newton afirmava que “os movimentos de corpos em uma dada região do espaço são os mesmos entre eles se o espaço está em repouso ou se move uniformemente em uma linha reta sem qualquer movimento circular”. Newton estava mencionando que as leis da Física são válidas em qualquer sistema que hoje chamamos de inerciais. Ele está aqui reafirmando:

Analise as seguintes afirmativas:

I. Quando um núcleo emite uma partícula alfa, o seu número atômico é reduzido em duas unidades se seu número de massa é diminuído em quatro. Então, a radiação alfa é constituída de 2 prótons e 2 nêutrons, sendo igual ao núcleo do hélio, e portanto deve sofrer um desvio de sua trajetória ao atravessar um campo elétrico.

II. A emissão beta é originária dos núcleos de átomos radioativos. Quando um núcleo emite uma partícula beta, o seu número atômico aumenta em uma unidade e não apresenta variação no número de massa. Isso porque um nêutron se desintegra, fornecendo um próton e um elétron. Esse elétron é emitido em altíssima velocidade, constituindo a emissão beta. Portanto, a trajetória de uma radiação beta não sofre qualquer desvio ao atravessar um campo elétrico.

III. Ao emitir radiações gama o átomo mantém tanto seu número atômico como o número de massa. As emissões gama são radiações eletromagnéticas e devido a sua enorme energia possuem a capacidade de penetrar profundamente na matéria, tendo, assim, um alcance superior às radiações alfa e beta.

Assinale a alternativa em que toda(s) a(s) afirmativa(s) está(ão) CORRETA(S):

A partir do primeiro e do segundo Postulados de Bohr, obtém-se uma expressão para o raio das possíveis órbitas circulares dos elétrons de um átomo constituído de um núcleo de carga “+e” massa “M”, e um único elétron de carga “-e” e massa “m”. Sendo “ε₀” a constante de permissividade do vácuo, “n” o número quântico e “h” a constante de Planck, esta expressão pode ser representada por:

Ao final do século XIX, a Física Clássica mostrou-se insuficiente em descrever quantitativamente e qualitativamente alguns fenômenos. Isto motivou a busca por novas teorias, proporcionando o surgimento, por exemplo, da Mecânica Quântica. Neste contexto, analise as afirmativas, identificando com “V” as VERDADEIRAS e com “F” as FALSAS, assinalando, a seguir, a alternativa CORRETA, na sequência de cima para baixo:

( ) A lei de Wein estabelece que para cada temperatura existe um comprimento de onda para o qual a intensidade da radiação emitida é máxima. Ela fornece resultados compatíveis com o espectro de emissão de radiação de corpo negro na região de pequenos comprimentos de onda.

( ) O resultado que ficou conhecido como catástrofe ultravioleta refere-se à equação de Rayleigh, que concordava com o espectro de emissão de radiação de corpo negro para frequências maiores, enquanto que para as frequências menores tendia ao infinito.

( ) A catástrofe ultravioleta somente foi solucionada pelo físico teórico Max Planck através de seu postulado de quantização de energia: “Um oscilador de frequência ν só poderia emitir ou absorver energia em múltiplos inteiros de um ‘quantum de energia’.”

( ) Na teoria de Planck a quantidade mínima de energia emitida, chamada de quantum, é dada por hν, onde ν é a frequência de radiação e h é uma nova constante universal, a constante de Planck.

( ) Os “pacotes de energia” podem assumir valores dados por E = nhν, onde ν é a frequência de radiação, h é a constante de Planck e n é um número inteiro positivo par (0,2,4,6,...).