Questões de Concurso Sobre física moderna em física

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Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233371 Física
    Em dimensões muito precisas de 5 nm a 10 nm, partículas de ouro reagem às emissões de laser infravermelho, refletindo grande parte da luz recebida e transformando a outra parte em calor. Pesquisas recentes demonstraram a eficiência do uso de nanopartículas de ouro e do laser infravermelho na detecção e destruição de células cancerosas. O Nd Yag é um laser infravermelho com potência de 30 W. A granada ítrio-alumínio com neodímio é um cristal que dá origem a um intenso efeito no laser. A seguir, são mostrados os níveis de energia do íon neodímio Nd3+ necessários para operar o laser
Imagem associada para resolução da questão
Tendo como referência inicial essas informações e considerando que o valor da carga do elétron seja igual a 1,6 × 10−19, que a transição do laser se dê entre dois níveis de energia, sendo a diferença de energia entre esses níveis E = 1.026 eV, e que a constante de Planck (h) corresponda a 6,62 × 10−34 J.s, julgue o item seguinte.
A radiação do laser é emitida em determinada direção com um feixe de luz estreito, à medida que se propaga.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233370 Física
    Em dimensões muito precisas de 5 nm a 10 nm, partículas de ouro reagem às emissões de laser infravermelho, refletindo grande parte da luz recebida e transformando a outra parte em calor. Pesquisas recentes demonstraram a eficiência do uso de nanopartículas de ouro e do laser infravermelho na detecção e destruição de células cancerosas. O Nd Yag é um laser infravermelho com potência de 30 W. A granada ítrio-alumínio com neodímio é um cristal que dá origem a um intenso efeito no laser. A seguir, são mostrados os níveis de energia do íon neodímio Nd3+ necessários para operar o laser
Imagem associada para resolução da questão

Tendo como referência inicial essas informações e considerando que o valor da carga do elétron seja igual a 1,6 × 10−19, que a transição do laser se dê entre dois níveis de energia, sendo a diferença de energia entre esses níveis E = 1.026 eV, e que a constante de Planck (h) corresponda a 6,62 × 10−34 J.s, julgue o item seguinte.
Se os espelhos que formam a cavidade do laser refletem 100% e 95% da intensidade da luz, respectivamente, os dois espelhos não refletem totalmente os feixes, pois um deles deve deixar passar a luz, o chamado feixe emergente. 
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233369 Física
    Em dimensões muito precisas de 5 nm a 10 nm, partículas de ouro reagem às emissões de laser infravermelho, refletindo grande parte da luz recebida e transformando a outra parte em calor. Pesquisas recentes demonstraram a eficiência do uso de nanopartículas de ouro e do laser infravermelho na detecção e destruição de células cancerosas. O Nd Yag é um laser infravermelho com potência de 30 W. A granada ítrio-alumínio com neodímio é um cristal que dá origem a um intenso efeito no laser. A seguir, são mostrados os níveis de energia do íon neodímio Nd3+ necessários para operar o laser
Imagem associada para resolução da questão
Tendo como referência inicial essas informações e considerando que o valor da carga do elétron seja igual a 1,6 × 10−19, que a transição do laser se dê entre dois níveis de energia, sendo a diferença de energia entre esses níveis E = 1.026 eV, e que a constante de Planck (h) corresponda a 6,62 × 10−34 J.s, julgue o item seguinte.
Esse laser emite mais que 2,00 × 1020 fótons por segundo.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233368 Física
    Em dimensões muito precisas de 5 nm a 10 nm, partículas de ouro reagem às emissões de laser infravermelho, refletindo grande parte da luz recebida e transformando a outra parte em calor. Pesquisas recentes demonstraram a eficiência do uso de nanopartículas de ouro e do laser infravermelho na detecção e destruição de células cancerosas. O Nd Yag é um laser infravermelho com potência de 30 W. A granada ítrio-alumínio com neodímio é um cristal que dá origem a um intenso efeito no laser. A seguir, são mostrados os níveis de energia do íon neodímio Nd3+ necessários para operar o laser
Imagem associada para resolução da questão
Tendo como referência inicial essas informações e considerando que o valor da carga do elétron seja igual a 1,6 × 10−19, que a transição do laser se dê entre dois níveis de energia, sendo a diferença de energia entre esses níveis E = 1.026 eV, e que a constante de Planck (h) corresponda a 6,62 × 10−34 J.s, julgue o item seguinte.
O comprimento de onda emitido por esse laser é maior que 1.200 nm.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233367 Física
No que diz respeito à natureza ondulatória-corpuscular da matéria, à teoria quântica da matéria e da radiação e ao uso de instrumentos ópticos, julgue o próximo item.
Determinadas grandezas físicas que classicamente podem tomar um conjunto discreto de valores adotam, na mecânica quântica, apenas valores contínuos.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233366 Física
No que diz respeito à natureza ondulatória-corpuscular da matéria, à teoria quântica da matéria e da radiação e ao uso de instrumentos ópticos, julgue o próximo item.
O interferômetro de Michelson é utilizado para medir comprimentos de onda da luz com grande precisão, a partir da contagem do número de franjas que se deslocam na figura de interferência.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233365 Física
No que diz respeito à natureza ondulatória-corpuscular da matéria, à teoria quântica da matéria e da radiação e ao uso de instrumentos ópticos, julgue o próximo item.
A análise dos fenômenos de interferência e de difração mostra que, em mecânica quântica, não se pode simplesmente trabalhar com leis de probabilidade, como se faz nos fenômenos aleatórios clássicos.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233364 Física
No que diz respeito à natureza ondulatória-corpuscular da matéria, à teoria quântica da matéria e da radiação e ao uso de instrumentos ópticos, julgue o próximo item.
Os fenômenos quânticos são de natureza aleatória, de forma que o resultado de um experimento só pode ser previsto probabilisticamente.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233363 Física
Com relação a aspectos da relatividade especial e à transformação de Lorentz, julgue o item subsecutivo. 
Quanto mais lenta for a velocidade do referencial em relação à velocidade da luz, mais perceptível será a dilatação do tempo. 
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233362 Física
Com relação a aspectos da relatividade especial e à transformação de Lorentz, julgue o item subsecutivo. 
O comprimento medido em um referencial inercial em relação ao qual o corpo se move na direção da dimensão que está sendo medida é sempre maior que o comprimento próprio.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233361 Física
Com relação a aspectos da relatividade especial e à transformação de Lorentz, julgue o item subsecutivo. 
O tempo medido de um fenômeno é sempre maior ou igual ao seu tempo próprio. 
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233360 Física
Com relação a aspectos da relatividade especial e à transformação de Lorentz, julgue o item subsecutivo. 
Quando dois eventos ocorrem em um mesmo lugar em um referencial inercial, o intervalo de tempo entre os eventos medido nesse referencial é chamado de tempo próprio.  
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: FUB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - FUB - Físico |
Q2233359 Física
Com relação a aspectos da relatividade especial e à transformação de Lorentz, julgue o item subsecutivo. 
A velocidade da luz independe do referencial adotado.
Alternativas
Q2221000 Física
Em 1923, Arthur Holly Compton conduziu uma série de experimentos para investigar o fenômeno de espalhamento dos Raios-X por elétrons em um determinado alvo. Durante os experimentos, ele observou um comportamento intrigante: ao incidir uma onda eletromagnética sobre o alvo, os fótons colidiam com os elétrons e sofriam uma redução em sua energia. Considere um fóton com uma frequência de 3 x 1018 Hz, que colide elasticamente com um elétron inicialmente em repouso, conforme mostrado na Figura 4 abaixo: Imagem associada para resolução da questão


Com base nessas informações, utilizando ângulo de espalhamento Imagem associada para resolução da questão = 90°, constante de Planck h = 6,6 × 10−34 m2kg/s, velocidade da luz c = 3 × 108 m/s e a massa do elétron me = 9,1 × 10−31 kg e, qual é o valor aproximado do comprimento de onda do fóton espalhado?
Alternativas
Q2220997 Física

A datação por carbono-14 é uma técnica amplamente utilizada para estimar a idade de materiais orgânicos antigos. No entanto, existem certas recomendações e limitações que devem ser consideradas ao aplicar essa técnica. Suponha que um pesquisador esteja analisando uma amostra óssea de animal antigo. Ao realizar a datação por carbono-14, o pesquisador obtém uma idade radiocarbônica de 50.000 anos para a amostra. Contudo, o pesquisador acredita se tratar de um erro, visto seu conhecimento sobre as limitações da técnica. Assinale a alternativa que descreve corretamente essa limitação e a razão pela qual ela pode afetar a precisão da datação. 

Alternativas
Q2220995 Física
O efeito fotoelétrico é um fenômeno no qual a luz incidindo em um material pode arrancar elétrons desse material. O estudo do efeito fotoelétrico por Albert Einstein, em 1905, foi fundamental para o desenvolvimento da teoria quântica da luz e lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física em 1921. Durante o efeito fotoelétrico, a energia dos fótons incidentes pode ser transferida para os elétrons do material. Se a energia dos fótons, que depende da ______ da luz, for suficiente para superar a energia de ______, os elétrons serão liberados do material. Já a quantidade de fotoelétrons emitidos depende da _______ da luz incidente e da _______ do material. O local de onde os fotoelétrons são arrancados depende do tipo de material utilizado. Em metais, os fotoelétrons são arrancados, em geral, da _______ do material. Já em semicondutores, os fotoelétrons são arrancados da banda de _______.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima. 
Alternativas
Q2220986 Física
A equação de Schrödinger é uma ferramenta fundamental na descrição do comportamento de partículas quânticas, como o elétron, em sistemas físicos, como um fio de cobre. Nesse contexto, podemos usar essa equação para modelar o comportamento de um elétron em um fio de cobre como uma partícula confinada em um poço finito. No caso em questão, temos uma partícula confinada em uma caixa unidimensional de comprimento L = 2 m, descrita por uma função de onda Imagem associada para resolução da questão(x) = Asin ( n Imagem associada para resolução da questão x / L ), onde A é a amplitude da onda e n é um número inteiro positivo que representa o estado de energia da partícula. Considerando que n = 3 qual é o valor aproximado da posição x onde a probabilidade de encontrar a partícula é máxima?
Alternativas
Q2220984 Física
Bohr, um renomado físico do século XX, contribuiu significativamente para o desenvolvimento do modelo atômico ao aprimorar as ideias propostas por Rutherford. Com seu modelo, Bohr estabeleceu uma série de princípios que descreviam o comportamento dos elétrons em torno do núcleo atômico, fornecendo uma explicação crucial para o fenômeno do espectro de emissão de gases excitados. Esses postulados foram de extrema importância para avançar a compreensão da estrutura dos átomos e estabeleceram as bases fundamentais da física quântica. Analise as assertivas abaixo em relação aos postulados do modelo de Bohr e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.
( ) Os elétrons em um átomo estão confinados em órbitas circulares ao redor do núcleo, cujo raio da trajetória Rn = 5,3 × 10−11n2m, sendo n um número inteiro correspondente à órbita do elétron.
( ) A energia de um elétron em uma órbita n (com n sendo um número inteiro) é dada por: En= −13.6 /n eV.
( ) A energia dos elétrons é quantizada, ou seja, eles podem existir apenas em níveis de energia específicos.
( ) Quando um elétron transita de um nível de energia mais alto para um nível de energia mais baixo, ele emite energia na forma de fótons.
( ) O modelo de Bohr explica completamente o comportamento dos elétrons em átomos.
A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:
Alternativas
Q2220982 Física
A dualidade onda-partícula é um princípio fundamental da física que descreve o comportamento de certas entidades físicas, como elétrons e fótons. De acordo com esse princípio, essas entidades podem se comportar tanto como partículas quanto como ondas, dependendo do contexto experimental. O fóton, por exemplo, pode se comportar como partícula no experimento do efeito fotoelétrico e como onda durante a difração de uma onda eletromagnética. No entanto, a dualidade onda-partícula não é observada em corpos macroscópicos devido às suas massas e velocidades relativamente grandes. Agora, vamos considerar uma peteca de Badminton com uma massa aproximada de 5g, que pode ser lançada a velocidades de aproximadamente 324 km/h. Com base na dualidade onda-partícula, qual seria a faixa aproximada de comprimento de onda associada a essa peteca de Badminton? (Considere h = 6,63 × 10−34 m2kg/s )
Alternativas
Q2220980 Física
Suponha uma expedição espacial em direção ao sistema planetário mais próximo do nosso, Alpha Centauri, que está localizado a uma distância média de 4,22 anos-luz da Terra. Se a expedição viajar a uma velocidade correspondente a 60% da velocidade da luz, qual seria, aproximadamente, a diferença, em anos, entre o tempo medido pelos astronautas durante a viagem e o tempo medido na Terra? 
Alternativas
Respostas
161: C
162: C
163: E
164: C
165: E
166: C
167: C
168: C
169: E
170: E
171: C
172: C
173: C
174: E
175: C
176: A
177: B
178: E
179: C
180: C