Questões de Física - Física Moderna para Concurso

Em 2020 a física Andreia Ghez recebeu o prêmio Nobel de Física por seus trabalhos na descrição do buraco negro que existe no centro da Via Láctea a partir do movimento observado de estrelas, registrado ao longo de cerca de 20 anos. Abaixo vemos a reconstrução da trajetória de estrelas (círculos) em torno de um ponto (indicado visualmente por uma estrela de cinco pontas, que representa a posição do buraco negro nas imagens). 



Fonte: UCLA Galactic Center Group - https://youtu.be/tMax0KgyZZU 

Considere as afirmativas abaixo.

I. A partir do período orbital e dos raios médios identificados para as diferentes estrelas observadas é possível inferir a massa do buraco negro. II. Os dados todos são incompatíveis com as leis de Kepler já que buracos negros só podem ser descritos pela relatividade geral de Einstein. III. A proporção entre o quadrado do período das órbitas e o cubo de seus raios médios deve resultar um valor relativamente consistente para as órbitas fechadas que sejam identificadas pelos pesquisadores.

Estão corretas as afirmativas:

      Nas discussões que envolvem as teorias corpuscular e ondulatória da luz, a descrição e a caracterização do fenômeno denominado radiação do corpo negro foi importante para o fortalecimento da teoria corpuscular da luz e para a criação da Física Quântica. Os gráficos precedentes referem-se à densidade espectral de energia em função do comprimento de onda do corpo negro para as principais teorias proposta na descrição do referido fenômeno. Já os círculos, no gráfico, referem-se aos dados experimentais. A expressão matemática para a lei de Planck, que está de acordo com os resultados experimentais, é dada por 




em que h é a constante de Planck, k é a constante de Boltzmann, v é a frequência da radiação do corpo negro, T é a temperatura absoluta e c é a velocidade da luz no vácuo. 

Considerando essas informações, assinale a opção correta.

Uma fonte de luz monocromática com comprimento de onda igual a 550Å gera 5 watts de potência.
A velocidade da luz é igual a c = 3 x 10⁸m/s.
Assinale a opção que expressa o número de fótons emitidos por segundo pela referida fonte de luz.

Seja o isótopo do fermium Fm , cuja massa é 257,10 u. Qual é, aproximadamente, a sua energia de ligação, em GeV?

Dado
u.c² = 931,5 MeV
massa do H = 1,008 u
massa do nêutron = 1,007 u

O silício é um elemento semicondutor fundamental para a fabricação de componentes eletrônicos.
Qual é o módulo do momento angular orbital  de um elétron na subcamada mais energética do átomo de silício ₁₄Si, em unidades de ħ?