Questões de Física - Ondas e Propriedades Ondulatórias para Concurso

Quando uma emissora de rádio quer transmitir seu sinal a milhares de quilômetros, usa ondas eletromagnéticas de rádio de

Na atmosfera, o som se propaga a partir de uma fonte irradiando em todas as direções, sendo que sua intensidade é reduzida proporcionalmente ao quadrado da distância da fonte.

Uma fonte de som gera 70 dB. Considerando válida a lei do quadrado inverso, o nível de pressão sonora a 100 metros dessa fonte é de

Em relação às ondas ultrassônicas, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) As ondas de ultrassom têm esse nome porque seus comprimentos de onda são maiores do que os comprimentos de onda das ondas sonoras.

( ) Com cristais piezoelétricos, só é possível produzir ondas mecânicas com frequências, no máximo de 200KHz.

( ) Pequenas estruturas dentro de organismos vivos podem ser estudadas com ultrassom assim como com os raios X. Em alguns casos, como no exame de um feto, embora o ultrassom possa analisar seus movimentos, ele pode causar muito mais danos ao feto do que os raios X.

As afirmativas são, respectivamente,

Com relação aos processos de interação da radiação com a matéria, analise as afirmativas a seguir.

I. Denomina‐se espalhamento Rayleigh o espalhamento elástico e coerente de fótons por elétrons ligados ao átomo. Nesse processo ocorre troca de momento mas a energia do fóton incidente é igual à energia do fóton espalhado.

II. Quanto maior a energia do fóton, comparada à energia de ligação dos elétrons ao átomo, menor a probabilidade de desencadear o efeito fotoelétrico.

III. Compton mediu os comprimentos de onda dos raios‐X espalhados em vários ângulos. Ele observou que, em cada ângulo, além da radiação de mesmo comprimento de onda original, há uma segunda radiação de comprimento de onda menor e dependente do ângulo.

Assinale:

As ondas ultrassônicas, devido ao pequeno comprimento de onda, podem produzir imagens de pequenos objetos e, por isso, possuem diversas aplicações, em particular em Medicina.

O valor que melhor estima o limite inferior do tamanho de um objeto localizado no ar, que pode ser detectado com ultrassom de frequência de 2,0 x 10⁶ Hz,é: Dado: velocidade do som no ar é de 340m/s

Ondas estacionárias formam-se a partir da superposição de duas ondas idênticas viajando com sentidos opostos e confinadas no espaço, por exemplo, uma corda com as extremidades fixas apresenta um padrão de vibração estacionário. A equação que representa uma onda estacionária é dada por

𝑦(𝑥, 𝑡) = (2A sen 𝑘𝑥) cos𝜔𝑡

onde A é a amplitude, 𝑘 é o número de onda e 𝜔 é a frequência angular. Dessa equação, a grandeza 𝜔/𝑘 representa:

Uma onda eletromagnética plana no vácuo tem um campo elétrico máximo de 3,6 x 10^-4 V/m. Logo, a amplitude máxima do campo magnético será de (considere a velocidade da luz no vácuo igual 3 x 10⁸ m/s):

Uma sirene de ambulância emite uma onda senoidal com frequência de 360 Hz. Um motorista persegue a ambulância com uma velocidade de 20 m/s em relação ao ar. Se a ambulância se afasta do motorista com uma velocidade de 60 m/s em relação ao ar, com que frequência o motorista escuta a sirene? (Considere o motorista e a ambulância em movimento na mesma linha, e a velocidade do som de 340 m/s)

Uma das extremidades de um fio passa por uma polia e suporta um objeto de 10,0 kg de massa. A outra extremidade é presa a um aparelho que imprime uma frequência de 100 Hz. A densidade linear do fio é igual a 0,0064 kg/m. Suponha que a onda transversal no fio tenha a mesma frequência imposta pelo aparelho e que a massa do fio é muito menor que a massa do objeto suportado. Considerando estas condições iniciais, é correto afirmar que:

Assinale a alternativa correta sobre a difração.

A _________________ acontece quando uma onda atinge uma região que separa dois meios e a atravessa, passando a se propagar no outro meio. Desta forma, há alteração na velocidade de propagação (já que esta só depende do meio), o que gera uma alteração no comprimento de onda, mas sem que haja alteração na frequência. Isso vem acompanhado, na maioria dos casos, de uma alteração na direção de propagação da onda.

Marque a alternativa que preenche corretamente a lacuna acima.

Observe os itens a seguir sobre os fenômenos ondulatórios.

I. Quando uma onda se propaga e encontra certo meio, como um obstáculo ou uma superfície que separa duas regiões, esta interage com ele, o que gera alguns comportamentos específicos. Estes são chamados fenômenos ondulatórios.

II. Raio de onda é o conjunto de pontos que separa a região já atingida pela onda da região ainda não atingida.

III. Frente de onda é uma linha que representa a direção de propagação da onda em certo ponto.

É correto o que se afirma em:

Sobre o conhecimento de ondas, julgue os itens a seguir, atribua (V) ou (F) e marque a alternativa correta.

( ) A luz é uma onda eletromagnética formada por campos elétricos e magnéticos variando no tempo e no espaço e que, no vácuo, são paralelos entre si.

( ) As ondas sonoras não se propagam na água.

( ) O som possui qualidades diversas que o ouvido humano normal é capaz de distinguir. É através do timbre, por exemplo, que a nota Dó emitida por um violino e por uma flauta são distinguidas.

( ) Há produção de uma onda eletromagnética ao acelerar uma carga elétrica.

( ) A distância entre os pontos A e B da figura a seguir vale 10 cm e a onda se propaga numa corda com uma frequência de 20 Hz. Neste caso, sua velocidade de propagação é de 2m/s.

A existência das ondas eletromagnéticas foi prevista por James Clerk Maxwell (1831-1879) e confirmada experimentalmente por Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894). O espectro visível, ou simplesmente luz visível, é apenas uma pequena parte de todo o espectro da radiação eletromagnética, que vai desde as ondas de rádio aos raios gama. Quando uma onda eletromagnética, na região do visível, muda de um meio para outro tem sua:

Num experimento realizado no Laboratório de Física, uma onda estacionária é estabelecida numa corda esticada entre suportes fixos separados por uma distância de 1,50𝑚, com um dos extremos fixado a um gerador de frequências. Após ajustes na frequência, observou-se a formação da onda estacionária esquematizada na figura a seguir:

Sabendo que a velocidade da onda na corda é de 10𝑚/𝑠, podemos afirmar que a frequência da onda estacionária estabelecida vale:

Considere os seguintes procedimentos realizados no Laboratório de Física: (1) Produziu-se uma onda progressiva em uma corda esticada, colocando para oscilar verticalmente uma das extremidades; (2) Em seguida, aumentou-se a frequência das oscilações sem modificar a intensidade da força de tração na corda. Podemos afirmar que:

I. A velocidade da onda transversal permaneceu a mesma, já que só depende da intensidade da força de tração e da massa específica linear da corda.

II. O aumento na frequência das oscilações, mantendo-se a intensidade da força de tração na corda, produziu um aumento no comprimento da onda transversal na corda.

III. Se, em vez aumentar a frequência das oscilações no segundo procedimento, tivesse sido aumentada a intensidade da força de tração na corda, a velocidade da onda transversal teria diminuído.

Assinale a alternativa correta:

Considerando o espectro eletromagnético, ele pode ser dividido em faixas conforme o comprimento de ondas, sendo:

1. Micro-ondas.

2. Ultravioleta.

3. Infravermelho.

4. Visível.

5. Raios-X.

Assinale sequência correta de acordo com o comprimento de onda do maior para o menor.

Polarizadores, como polaroide de óculos de sol ou de lentes fotográficas, são dispositivos que selecionam uma das direções de vibração de uma onda transversal, vibrando em várias direções, enquanto as vibrações nas demais direções são impedidas de passar por esse dispositivo, originando, a partir dele, uma onda polarizada. Acerca da polarização, assinale a alternativa correta.

Uma onda eletromagnética viaja num material de índice de refração n₁ (meio 1), e incide num material de índice de refração n₂ (meio 2). A interface entre os materiais é uma superfície plana, sem irregularidades, e a incidência é tal que o vetor de onda faz um ângulo 𝜃 com a componente normal da superfície (ângulo de incidência). Indique a alternativa correta:

Qual o comprimento de onda de uma onda eletromagnética de frequência 10¹⁵ Hz num material cujo índice de refração é 1,5? Considere a velocidade da luz no vácuo como sendo 3,0 ∙ 10⁸ 𝑚/𝑠.