Questões de Concurso Sobre física moderna em física

Acerca de óptica, física nuclear e eletricidade, assinale a opção correta.

As energias permitidas para o átomo de hidrogênio são dadas por E_n = − , sendo n = 1, 2, 3, …, representando os níveis de energia. Qual é a energia de um fóton que, ao ser absorvido por um átomo de hidrogênio, causa uma transição eletrônica de n = 2 para n = 3?

Com relação aos estudos desenvolvidos no âmbito da Física Térmica, analise as afirmativas a seguir.

I. A teoria do flogístico foi proposta pelo médico e químico alemão Georg Ernst Stahl. Ele acreditava na existência de um material denominado flogístico: um elemento que possuía massa e que estava presente em todos os materiais combustíveis.

II. Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), mais conhecido pela sua lei da conservação da massa, foi o responsável pela queda da teoria do flogístico. Para ele, o calor era uma espécie de fluido imponderável, ao que deu nome de calórico.

III. Joseph Black (1728-1799) visualizou o calor como um fluido ponderável e indestrutível, capaz de interpenetrar todos os corpos materiais. Black é considerado o fundador da ciência da Termometria.

IV. Benjamim Thompson (1753-1814), ao analisar a perfuração da alma dos canhões no arsenal de munições de Munique, concluiu que o calórico não poderia ser uma substância e que na realidade o calor era “movimento”.

Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas CORRETAS.

Uma das primeiras evidências experimentais da Mecânica Quântica é o efeito fotoelétrico, onde radiações eletromagnéticas incidentes em placas metálicas fazem com que cargas elétricas da superfície absorvam energia suficiente para escaparem destas placas. Se a energia cedida por um fóton a um elétron é maior que a função trabalho do material, o elétron pode escapar. Para o tungstênio, a função trabalho é 4,6 eV. Dados h=4,1 × 10^-15 eV.s, c = 3,0 × 10⁸ m/s, a energia cinética máxima dos elétrons ejetados de uma placa de tungstênio, quando nela incide uma luz ultravioleta de comprimento de onda de 150 nm, é dada por:

Um dos efeitos mais interessantes da mecânica quântica é o tunelamento quântico, que se observa em sistemas como a barreira de potencial. Considere uma barreira de potencial de altura Va e largura a (cuja extremidade da esquerda está em x = 0 e extremidade da direita em x = a). Uma partícula se aproxima da barreira vinda de x < 0 com energia E < V0. A equação de Schrödinger, independentemente do tempo que descreve a onda, é dada por:


Com base no contexto, analise as assertivas abaixo e assinale a alternativa correta.
I. Os termos A e B representam a onda incidente. II. O termo C representa a onda transmitida em 0. III. O termo D representa a onda refletida em α. IV. O termo F representa a onda transmitida em α. V. O termo G representa a onda transmitida em α.

Os espectros de emissão de energia de radiação ionizante, podem ser caracterizados em dois principais grupos: aqueles que consistem em uma ou mais energias específicas – espectro discreto e aqueles que consistem em uma distribuição contínua de energia – espectro contínuo.
Dentre as emissões de radiações a seguir, assinale a opção que apresenta a única que apresenta um espectro contínuo.

A energia associada a um átomo que se comporta como um átomo de hidrogênio é do tipo E_n = z/n E₀ , em que Z é o número atômico, n é o número quântico principal e E₀ é a energia de ionização do átomo de hidrogênio, que vale 13,6 eV. Considere que a energia de ionização de um átomo de Hélio é de cerca de 24 eV. Qual será, aproximadamente, a energia necessária para retirar o segundo elétron desse átomo?

A radiação é um agente físico utilizado nos métodos de esterilização nos laboratórios. Ela apresenta vários efeitos sobre as células, dependendo de seu comprimento de onda, intensidade e duração. Existem dois tipos de radiação esterilizantes: ionizante e nao ionizante. Considere a figura abaixo. 
Fonte: Microbiologia do Tortora (2012, pag. 221).
São exemplos de radiação ionizante e não ionizante, respectivamente,

A construção da mecânica quântica, processo ocorrido na virada do século XIX para o século XX, foi um dos períodos mais efervescentes da história da Física e, talvez, até mesmo da história da ciência. A respeito desse período, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. ( ) O trabalho de Planck de 1900 sobre corpo negro é considerado o marco inicial da mecânica quântica. Nele, Planck obteve a distribuição espectral da radiação emitida por um corpo negro em equilíbrio térmico e mostrou que a intensidade da radiação emitida pelo corpo negro era tanto maior quanto maior fosse a frequência da radiação, resultado que ficou conhecido como “catástrofe ultravioleta”. ( ) Uma vez que existem ondas associadas às partículas, experimentos de dupla fenda feitos com partículas em vez de ondas luminosas também podem gerar franjas de interferência. ( ) Em 1905, Einstein conseguiu explicar o efeito fotoelétrico supondo que a luz tivesse um comportamento corpuscular. Quase duas décadas mais tarde, Louis de Broglie propôs que partículas, como o elétron, deveriam se comportar como ondas. As afirmativas são, respectivamente,

Durante uma viagem em uma nave espacial hipotética a um planeta distante 12 anos‐luz da Terra foi registrado em nosso planeta um intervalo de tempo de 15 anos. A velocidade dessa nave que permaneceu constante durante toda a viagem e o tempo decorrido no seu interior são, respectivamente, iguais a:

O projeto de um sistema de controle envolve um sinal eletromagnético que se propaga, em função do tempo, de acordo com a equação diferencial linear sendo

A solução dessa equação, válida unicamente para é expressa por