Questões de Concurso Sobre ondas e propriedades ondulatórias em física

Em determinados filmes de ficção científica, existem duelos entre sabres de luz, como as velhas lutas de espadas nas conquistas do Império Romano. O erro conceitual desse tipo de concepção ocorre 

A medida pelos detectores da intensidade de radiância da área de cada pixel unitário é denominada de:

Assinale a alternativa que contém a correlação correta entre o Intervalo Espectral e o seu Comprimento de Onda.

A figura 1 mostra, vista de cima, a superfície livre da água de um tanque de grandes dimensões. A, B e O são três pontos dessa superfície. Nos pontos A e B há duas fontes pontuais que oscilam harmonicamente na vertical, em fase, provocando ondas de mesmo comprimento de onda na superfície da água.

Verifica-se, entretanto, que o ponto O permanece em repouso.

Desloca-se uma das fontes ao longo da direção AO, aproximando-a do ponto O que, assim, passa a oscilar. Verifica-se que a amplitude dessas oscilações se tornam máximas, pela primeira vez, quando a fonte é levada ao ponto C distante 1 m de A, como mostra a figura 2.

O comprimento de onda das ondas provocadas por essas fontes na superfície livre da água é de

Há evidencias de que a microcefalia é uma patologia neurológica relacionada à contaminação da gestante pelo zika vírus, transmitido pela picada do mosquito aedes aegypt. Normalmente, a microcefalia era diagnosticada após o nascimento do bebê, mas o aumento significativo de casos tem feito com que os profissionais da saúde façam investigações do cérebro do feto, ainda no período da gestação. Um dos exames utilizados é a ultrassonografia que, com a obtenção de imagens de estruturas internas, permite detectar a patologia.

Numa ultrassonografia, ondas de ultrassom são transmitidas através da barriga da gestante, ao interior do corpo da mãe e do bebê. As ondas que retornam ao aparelho são transformadas em sinais elétricos, amplificadas, processadas por computadores e visualizadas no monitor de vídeo.

O fenômeno físico, característico a qualquer tipo de onda, em que se baseia esse diagnóstico por imagem é

A energia de um fóton de frequência 5 . 10¹⁴ Hz é, em eV, 

Dados: h = 6,6 . 10⁻³⁴ J.s 1 e V = 1,60 . 10⁻¹⁹ J 

A água pinga de uma torneira num tanque com água. Verifica-se que, em meio minuto, caem 20 gotas e que, em meio minuto, as cristas das ondas formadas percorrem 2,0 m.

O comprimento de onda da perturbação é, em cm,

Um motor produz vibrações transversais em uma corda de 0,60 m de comprimento, tendo uma extremidade fixa a uma parede e a outra ligada ao motor. A frequência produzida pelo motor é de 50 Hz e na corda se estabelece uma onda estacionária, de acordo com a figura abaixo.

A velocidade de propagação da onda na corda é, em m/s,

O processo básico para gravação de um holograma em um meio material requer a interação de ondas esféricas espalhadas pelo objeto com ondas planas oriundas de uma fonte coerente. Uma vez registrado o holograma, sua visualização exige um procedimento chamado de processo de reconstrução que envolve essencialmente o fenômeno de

O que limita a resolução espacial de um microscópio é a natureza ondulatória da luz causando efeito de difração. Isso limita a região espectral na microscopia tradicional para uma resolução de 200-300 nm, no melhor dos casos, com a exceção de sistemas de fotolitografia utilizando luz ultravioleta no vácuo a que chega a 100 nm de resolução. Atualmente, para o limite da nanotecnologia, desenvolveu-se a técnica de microscopia óptica de campo próximo que quebra o limite de resolução de campo distante explorando as propriedades de ondas evanescentes. Em ordem de grandeza comparada com o comprimento de onda da luz incidente, pode-se definir os limites para a difração de campo próximo (difração de Fresnel) e a de campo distante (difração de Fraunhofer) para diversas aplicações. Considerando uma fonte de radiação no infinito, qual é a menor distância entre uma fenda única com abertura de 0,50 mm e o anteparo de formação de imagens para uma radiação de comprimento de onda de 500 nm poder ser tratada como campo distante (difração de Fraunhofer)?

Certos cristais semicondutores são sintetizados e apresentam uma propriedade chamada atividade óptica, que é responsável por girar a polarização de um feixe de luz polarizada ao atravessá-los em uma determinada direção. Considere um cristal semicondutor opticamente ativo em forma de cubo com 8 mm de aresta, conforme mostrado na figura. Um feixe de laser incide perpendicularmente ao plano xy do cristal com polarização – i e emerge do outro lado com polarização + i. Qual a atividade óptica do cristal?

Em um experimento de interferência entre dois feixes laser foi verificado, em um determinado ponto, que a diferença de caminho entre eles media L. Qual é a expressão que relaciona a diferença de fase φ com a diferença de caminho L, considerando que o comprimento de onda do laser é λ?

Para estudar a estrutura cristalina de um substrato semicondutor utilizado no desenvolvimento de dispositivos microestruturados, um técnico dos Laboratórios de Microtecnologia Aplicada utiliza a técnica de difração de raios X. Segundo indicação do fabricante do difratômetro de raios X, que utiliza a técnica de medição na configuração θ-2θ, conforme indicado na figura, o comprimento de onda da radiação é 0,229 nm.
Se o técnico observou o primeiro pico de difração em 114,7°, qual é a distância interplanar da estrutura cristalina?

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,

O teste de resolução espacial intrínseca para uma câmara SPECT de um ou múltiplos detectores é realizado utilizando o simulador de barras posicionado sobre estes. Na determinação da resolução pelo método intrínseco, os detectores devem ser expostos a um fluxo uniforme de fótons emitidos por uma fonte pontual de Tc-99m. A imagem adquirida é avaliada visualmente e a determinação da resolução intrínseca do sistema depende do quadrante em que a menor distância entre as barras possa ser distinguida. De acordo com as recomendações da Agência Internacional de Energia Atômica, em sua publicação “IAEA Human Health Series nº 6 - Quality Assurance for SPECT Systems”, a função de espalhamento linear para o teste de resolução espacial para sistemas SPECT pode ser estimada usando a relação:

Um peso P de dimensões desprezíveis pode ser posto a oscilar como um pêndulo simples (I) ou como um pêndulo cônico (II), por meio de um fio ideal. Considere que

 na figura I, o pêndulo simples está na extremidade da oscilação, formando um ângulo θ com a vertical. Nesse momento a força de tração tem módulo T.

 na figura II, o pêndulo cônico está girando com velocidade angular constante, formando ângulo θ com a vertical que contém o centro de rotação. Nesse momento a força de tração tem módulo T'. 

A razão T/T'   vale