Questões de Concurso Para físico

Em um jogo de cartas, temos somente 3 cartas de copas, 4 cartas de ouros, 6 cartas de espadas e 7 cartas de paus. Assinale a alternativa que apresenta qual é a probabilidade de retirar uma carta de ouros.

Utilizando do raciocínio lógico matemático resolva o seguinte problema: "Se a soma das idades de um pai e de seu filho é 40 anos, e a diferença entre suas idades é 20 anos”, assinale a alternativa que apresenta qual é a idade de cada um.

De um baralho comum contendo 52 cartas,13 de cada naipe (ouro e copas, paus e espadas) assinale a alternativa que apresenta quantas combinações possíveis de duas cartas pretas (Espadas ou Paus) podem ser formadas.

Em uma sala de aula, 50 alunos gostam de matemática, 45 alunos gostam de português e 20 alunos gostam de ambas as matérias. A quantidade de alunos nessa sala é de:

Assinale a alternativa que apresenta qual é o valor decimal que corresponde exatamente a 1 por cento.

A óptica de elétrons é uma área essencial na construção e no funcionamento de equipamentos de microscopia e aceleradores de partículas. Nesses sistemas, a fonte de elétrons é muitas vezes baseada na emissão termiônica, onde um eletrodo (filamento) é aquecido a altas temperaturas e os elétrons são ejetados e acelerados por um potencial elétrico E₀ . Fontes termiônicas apresentam perda de coerência temporal devido à dispersão em energia (ΔE) do feixe de elétrons emitido. Essa dispersão em energia indica quão monocromática é a radiação emitida, e apresenta efeitos na resolução de sistemas ópticos devido à chamada ‘aberração cromática’, ilustrada na figura 18. 




Disponível em: https://www.jeol.com/words/semterms/20121024.011200.php. Acesso em: 15 ago. 2023. (Adaptado).

Essa dispersão no plano focal é denominado "círculo de mínima confusão", cujo diâmetro é dado pela equação: 


onde d é o diâmetro do “círculo de mínima confusão”; C_c é o coeficiente de aberração cromática da lente; ΔE é a dispersão em energia do feixe de elétrons; E₀ é a energia do feixe; e α é o semi-ângulo de convergência na lente. Sobre esses conceitos, assinale (V) para Verdadeiro ou (F) para falso nas afirmações a seguir:

( ) Aumentar a distância focal pode reduzir o efeito da aberração cromática.
( ) Reduzir a energia do feixe de elétrons reduz o efeito da aberração cromática.
( ) Aumentar a energia do feixe aumenta a profundidade de foco do sistema óptico.
( ) Aumentar a temperatura da fonte emissora leva a um aumento na dispersão em energia do feixe, intensificando o efeito da aberração cromática.
( ) Aumentar o tamanho da abertura na lente leva a uma redução no efeito da aberração cromática.

A sequência correta é: 

A partir da teoria cinética, tem-se que as moléculas de um gás mantêm um movimento aleatório e podem sofrer colisões. Entre duas colisões sucessivas, uma molécula se move em linha reta com velocidade uniforme. Tal percurso entre duas colisões sucessivas é chamado de Livre Caminho Médio e pode ser expresso pela equação:


onde λ é o livre caminho médio; d é o diâmetro da molécula; n é a densidade das moléculas no meio (moléculas/m³ ).
Considere uma amostra de oxigênio a 27 ºC e 1 atm (101,3×10³ Pa). Calcule o livre caminho médio da molécula de oxigênio, considerando o sistema como um gás ideal e que o tamanho da molécula de oxigênio é de 2,9 Å.
Dados: Constante de Boltzmann k = 1,381×10^-23 J.K^-1.
O valor calculado é, aproximadamente,

Considere que, em um semicondutor intrínseco, com baixa concentração de portadores de carga, a distribuição de elétrons entre as bandas de valência e de condução pode ser aproximada pela distribuição de Maxwell-Boltzmann, que pode ser escrita na seguinte forma:




onde N(E) é número de partículas em uma determinada energia E; N é o número total de partículas no sistema; Z é uma função de partição; E₀ é um nível de energia de referência; k é a constante de Boltzmann (8,617 × 10^-5eV.K^-1); e T é a temperatura de equilíbrio.
Sabendo que o band-gap do silício puro é de 1,1 eV, qual é aproximadamente a razão entre o número de elétrons na base da sua banda de condução e no topo da sua banda de valência em uma temperatura de 27 ºC?

Considere a figura 17, em que se apresentam duas situações que favorecem a obtenção de contatos ôhmicos em dispositivos eletrônicos.


S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd ed, Wiley, 1981, p. 306.

Assinale V para (verdadeira) ou F para (falsa) para as afirmativas a seguir:
( ) No caso (a) pode existir assimetria da curva do módulo da corrente versus a tensão, mesmo que pequena.
( ) Essas estratégias só funcionam para semicondutores tipo n.
( ) No caso (b) o mecanismo principal de injeção de carga será tunelamento.

A sequência correta é:

Na segunda metade do século XIX, E. Abbe, trabalhando com Carl Zeiss em uma pequena fábrica de microscópios em Jena, propôs o modelo, hoje em dia conhecido como princípio de Abbe, que uma onda plana incidindo em um objeto situado no plano focal anterior (Σ₀ ) de uma lente convergente (L_t ) forma um padrão de difração no plano focal posterior (Σ_t ), e a imagem se forma no plano imagem (Σ_i ) como mostrado na figura 16. Sendo a onda incidente uma onda plana pode-se utilizar o formalismo de Fourier na análise e tratamento dos dados no espaço de frequências. O princípio de Abbe tornou-se, então, a base de diversas técnicas como filtros espaciais e campo claro/campo escuro. 





HECHT, Eugene. Optics. Reading, Mass.: Addison-Wesley Publishing, 1987, p. 563.


Assinale se a afirmação é V (verdadeira) ou F (falsa) para as afirmativas abaixo:

( ) A obtenção de imagens com alta resolução espacial depende da informação de alta frequência no plano focal.
( ) Quanto menor a abertura numérica de uma lente objetiva em um microscópio de luz visível, maior a resolução.
( ) Uma imagem de microscopia de campo claro é composta essencialmente por ondas não difratadas.
( ) A microscopia de campo escuro, em microscópios eletrônicos, permite a escolha de imagens com orientação cristalográfica específica.

A sequência correta é:

Considere a figura 15 com as situações de polarização de junções Schottky. 

S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd ed, Wiley, 1981, p. 249.

Assinale V para (verdadeiro) ou F para (falso) diante das afirmativas a seguir:

( ) Nos casos (a), a barreira não depende da tensão de polarização.

( ) Para polarização reversa severa, ocorrerá tunelamento.

( ) Para polarização reversa, a barreira é definida pela junção.

Assinale a alternativa com a sequência correta.

Considere a figura 14 com os mecanismos de formação da barreira Schottky em uma junção metalsemicondutor:



S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd ed, Wiley, 1981, p. 247.

Assinale V para (verdadeira) ou F para (falsa) diante de cada afirmativa a seguir:

( ) Na inexistência de defeitos na superfície do semicondutor, a barreira dependerá da função trabalho do metal.
( ) A barreira Schottky surgirá sempre, porque o metal sempre causa defeitos no semicondutor.
( ) Superfícies semicondutoras ricas em defeitos tornam a barreira independente do metal.

Assinale a sequência correta.

Em um arranjo óptico, como mostrado na figura 13, duas ondas de comprimento de onda de 500 nm percorrem uma distância de x = 0 até x = 100 cm. Uma onda se propaga somente no ar; a outra, em um certo momento, atravessa uma cubeta de vidro contendo um líquido. Em x = 0 e t = 0, a onda tem amplitude máxima. Os índices de refração da cubeta e do líquido são, respectivamente, 1,5 e 1,2. A espessura d das paredes da cubeta é igual a 0,5 cm; e a largura interna da cubeta é de 10cm. Considere o índice de refração do ar igual ao do vácuo e também o número de onda k_v.





HECHT, Eugene. Optics. 4^th Ed.: Addison-Wesley Publishing, 2002, p. 321. (Adaptado).

Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) para as afirmações abaixo:

( ) As equações de onda podem ser inicialmente escritas como: y (x,t) = y_o sen ((0,0125nm^-1)x – 6 s^-1 t + 1,57).
( ) As equações de onda podem ser inicialmente escritas como: y (x,t) = y_o cos ((0,0125nm^-1)x – 6 s^-1 t + 1,57).
( ) A diferença de caminho óptico, após a onda atravessar a cubeta, é de 0,025 k_o .
( ) Depois de passar pela cuba, as ondas devem ser escritas como: Y (x,t) = y_o sen ((0,0125nm^-1)x – 6 s^-1 t + 0,025).

A sequência correta é: 

Um monocristal de ouro é cúbico de face centrada, com os parâmetros de rede a = 4,08 angstrons e α = β = γ = 90º .
Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) para as seguintes afirmativas:  

( ) O valor do volume da célula primitiva é 16,98 (angstrons)³ .
( ) O valor do volume da célula primitiva é 67,92(angstrons)³ .
( ) Os átomos de ouro estão localizados nas arestas do cubo.
( ) Os átomos de ouro estão localizados nas arestas e nas faces do cubo.
( ) A célula unitária possui 2 átomos de ouro.
( ) A célula unitária possui 4 átomos de ouro.
( ) A célula unitária possui 8 átomos de ouro.

A sequência correta é: 

Uma balança de corrente é mostrada na figura 11 onde o campo magnético B no centro da bobina exerce uma força sobre um fio reto de uma espira de largura  e comprimento α , através do qual passa uma corrente I. Esta força pode ser escrita como  Tal força produz um torque T em relação ao seu eixo de rotação  .
Para manter a espira nivelada horizontalmente, deve-se produzir um torque com sentido oposto, o que pode ser feito colocando-se um objeto de massa m sobre a haste da balança, a uma distância do eixo de rotação de forma que se satisfaça a relação 




CAMPOS, Agostinho Aurélio Garcia; ALVES, Elmo Salomão; SPEZIALI, Nivaldo Lúcio. Física experimental básica na universidade. 3ª ed. Belo Horizonte, 2018, p. 100. https://sites.google.com/view/febu/home.

A corrente da bobina foi ajustada para I_o = (1,50 ± 0,01) A. Foram medidos pares de dados I versus X mostrados na figura 12 abaixo. 



As dimensões da espira são l = (5,9 ± 0,1) cm e α = (12,8 ± 0,1) cm; e sua massa m = (0,62 ± 0.05) g.
Considerando a aceleração gravitacional g = (9,78 ± 0,05) m/s² , é correto afirmar que o campo magnético no centro da bobina é 

Considere os diagramas e figuras a seguir. 

Disponível em: http://www.astrosurf.com/luxorion/report-aberrations.htm. Acesso em: 14 de ago. 2023.

Em sistemas ópticos, na presença de qualquer tipo de lente, a radiação incidente interage com o sistema óptico e é modificado por ele. As figuras 7, 8, 9 e 10 mostram os tipos mais comuns de modificação da radiação incidente, que são: aberração esférica, astigmatismo, coma e difração.

Relacione as modificações com as figuras. 

MODIFICAÇÕES

1. Aberração esférica

2. Astigmatismo

3. Coma

4. Difração 

FIGURAS

( ) Figura 7

( ) Figura 8

( ) Figura 9

( ) Figura 10 

Assinale a sequência correta.  

Avalie as temperaturas das estrelas cujos espectros são apresentados na figura 6 da questão 23 .
A constante de Wien é igual a 2,898 × 10^-3 m.K.
A estrela mais quente da série e sua temperatura são corretamente indicadas em

A expressão empírica de Rydberg-Ritz prevê os comprimentos de onda das linhas espectrais elementares:



onde m e n são inteiros, e R é a constante de Rydberg. 
A constante de Rydberg para o hidrogênio, R_H, é igual a 1,096776 x 10⁷ m^-1.
As 3 primeiras transições de absorção devido a hidrogênio nos espectros mostrados são, respectivamente, em torno de 

Em um microscópio eletrônico de varredura, um feixe de elétrons de 15 kV incide e interage com os átomos de uma amostra, gerando elétrons e fótons de diversas energias. A figura 5 apresenta um espectro de energia dispersiva de raio-X que capta e conta os fótons em função da energia.  






Leia a tabela de energias de ionização (valores de energia em keV), na próxima página.
De acordo com essa tabela, podemos identificar os elementos presentes na amostra.
Dessa forma, é correto afirmar que os elementos presentes são:

As figuras 4.1, 4.2 e 4.3, a seguir, são excertos da figura 4. 

Em relação a essas figuras, assinale V para (verdadeiro) ou F para (falso):

( ) A figura 4.1 representa uma célula unitária e, através de operações de simetrias de rotação e translação, é possível recriar a figura 4 em um plano infinito.

( ) A figura 4.2 representa uma célula unitária e, através de operações de simetrias de rotação e translação é possível recriar a figura 4 em um plano infinito.

( ) A figura 4.3 representa uma célula unitária e através de operações de simetrias de rotação e translação é possível recriar a figura 1 em um plano infinito.

A sequência correta é: