Questões Militares Sobre física atômica e nuclear em física

Quando o hidrogênio atômico no estado fundamental é bombardeado com elétrons de energia cinética 12,2eV, qual é o número quântico principal do estado excitado mais elevado que o átomo de hidrogênio pode alcançar?

o fenômeno do efeito fotoelétrico consiste na liberação de elétrons pela superfície de um metal, após a absorção da energia proveniente da radiação eletromagnética incidente sobre ele, de tal modo que a energia total da radiação seja parcialmente transformada em energia cinética dos elétrons expelidos. Analise as afirmativas abaixo, relativas à explicação desse fenômeno, tendo por base o modelo corpuscular da luz.

I - A energia cinética máxima dos elétrons expelidos depende apenas da intensidade da radiação eletromagnética incidente e da função trabalho do metal.

II - Os elétrons com energia cinética nula adquiriram energia suficiente para serem arrancados do metal .

III - Para que os elétrons sejam expelidos do metal, é necessário que a intensidade da radiação incidente seja suficientemente alta, independentemente da frequência da radiação.

Assinale a opção correta.

A figura mostra dois anteparos opacos à radiação, sendo um com fenda de tamanho variável d, com centro na posição x = 0, e o outro com dois fotodetectores de intensidade da radiação, tal que F₁ se situa em x = 0 e F₂, em x = L > 4d. No sistema incide radiação eletromagnética de comprimento de onda λ constante. Num primeiro experimento, a relação entre d e λ é tal que d ≫ λ, e são feitas as seguintes afirmativas: I. Só F₁ detecta radiação. II. F₁ e F₂ detectam radiação. III. F₁ não detecta e F₂ detecta radiação. Num segundo experimento, d é reduzido até à ordem do comprimento de λ e, neste caso, são feitas estas afirmativas: IV. F₂ detecta radiação de menor intensidade que a detectada em F₁. V. Só F₁ detecta radiação. VI. Só F₂ detecta radiação. Assinale as afirmativas possíveis para a detecção da radiação em ambos os experimentos.

Em um experimento no vácuo, um pulso intenso de laser incide na superfície de um alvo sólido, gerando uma nuvem de cargas positivas, elétrons e átomos neutros. Uma placa metálica, ligada ao terra por um resistor R de 50 Ω, é colocada a 10 cm do alvo e intercepta parte da nuvem, sendo observado no osciloscópio o gráfico da variação temporal da tensão sobre o resistor. Considere as seguintes afirmativas:

I. A área indicada por M no gráfico é proporcional à carga coletada de elétrons, e a indicada por N é proporcional à de cargas positivas coletadas.

II. A carga total de elétrons coletados que atinge a placa é aproximadamente do mesmo valor (em módulo) que a carga total de cargas positivas coletadas, e mede aproximadamente 1 nC.

III. Em qualquer instante a densidade de cargas positivas que atinge a placa é igual à de elétrons.

Esta(ão) correta(as) apenas

Em 1987, houve um grave acidente em Goiânia envolvendo o elemento césio-137, que contaminou mais de 120 pessoas. Esse episódio é considerado um dos mais graves acidentes envolvendo material radioativo registrados. Considerando que a meia-vida do césio-137 é de cerca de 30 anos, analise as afirmativas a seguir e assinale a alternativa correta.

I. Atualmente, os níveis de radiação estão bem próximos da metade da radiação emitida inicialmente.

II. A radiação é resultado do decaimento dos átomos para um outro elemento mais estável.

III. A contaminação ocorreu porque houve espalhamento de partículas do material radioativo.

Estão corretas as afirmativas:

A difração de raios-X é uma técnica de análise cristalográfica de materiais que consiste em projetar um feixe de raios-X de comprimento de onda por volta de um angstrom através de uma amostra e analisar o padrão de difração resultante. Considerando essa breve descrição da técnica, assinale a alternativa incorreta.

Considerando o texto, assinale a alternativa correta.

Um elétron é acelerado do repouso através de uma diferença de potencial V e entra numa região na qual atua um campo magnético, onde ele inicia um movimento ciclotrônico, movendo-se num círculo de raio R_E com período T_E. Se um próton fosse acelerado do repouso através de uma diferença de potencial de mesma magnitude e entrasse na mesma região em que atua o campo magnético, poderíamos afirmar sobre seu raio R_P e período T_P que

A temperatura para a qual a velocidade associada à energia cinética média de uma molécula de nitrogênio, N₂, é igual à velocidade de escape desta molécula da superfície da Terra é de, aproximadamente,

Raios X são produzidos em tubos de vácuo nos quais elétrons são acelerados por uma ddp de 4,0⋅10⁴ V e, em seguida, submetidos a uma intensa desaceleração ao colidir com um alvo metálico.

Assim, um valor possível para o comprimento de onda, em angstrons, desses raios X é,

Uma amostra I de átomos de ⁵⁷Fe, cujos núcleos excitados emitem fótons devido a uma transição nuclear, está situada a uma altura I verticalmente acima de uma amostra II de ⁵⁷Fe que recebe a radiação emitida pela amostra I. Ao chegar a II, os fótons da amostra I sofrem um aumento de frequência devido à redução de sua energia potencial gravitacional, sendo, portanto, incapazes de excitar os núcleos de ⁵⁷Fe dessa amostra. No entanto, essa incapacidade pode ser anulada se a amostra I se afastar verticalmente da amostra II com uma velocidade v adequada. Considerando v ≪ c e que a energia potencial gravitacional do fóton de energia Ɛ pode ser obtida mediante sua “massa efetiva” Ɛ/c², assinale a opção que explicita v. Se necessário, utilize (1 + x)ⁿ ≅ 1 + nx para x ≪ 1.

Prótons (carga e e massa mp), deuterons (carga e e massa md = 2mp) e partículas alfas (carga 2e e massa ma = 4mp) entram em um campo magnético uniforme  perpendicular a suas velocidades, onde se movimentam em órbitas circulares de períodos Tp, Td e Ta. respectivamente. Pode-se afirmar que as razões dos períodos Td/Tp e Ta/Tp são, respectivamente,

Considere as seguintes afirmações:

I. As energias do átomo de Hidrogênio do modelo de Bohr satisfazem à relação, En = — 13,6/n2 eV,com n = 1, 2, 3, • • •; portanto, o elétron no estado fundamental do átomo de Hidrogênio pode absorver energia menor que 13,6 eV.

II. Não existe um limiar de frequência de radiação no efeito fotoelétrico. 

III. O modelo de Bohr, que resulta em energias quantizadas, viola o princípio da incerteza de Heisenberg. 

Então, pode-se afirmar que

Acredita-se que a colisão de um grande asteroide com a Terra tenha causado a extinção dos dinossauros. Para se ter uma ideia de um impacto dessa ordem, considere um asteroide esférico de ferro, com 2 km de diâmetro, que se encontra em repouso quase no infinito, estando sujeito somente à ação da gravidade terrestre. Desprezando as forcas de atrito atmosférico, assinale a opção que expressa a energia liberada no impacto, medida em numero aproximado de bombas de hidrogênio de 10 megatons de TNT.

Um muon de meia-vida de 1,5 µs é criado a uma altura de 1 km da superfície da Terra devido á colisão de um raio cósmico com um núcleo e se desloca diretamente para o chão. Qual deve sera magnitude mínima da velocidade do muon para que ele tenha 50% de probabilidade de chegar ao chão?

Considere as quatro proposições seguintes:

I. Os isótopos ¹⁶O e ¹⁸O do oxigênio diferenciam-se por dois neutrons.

II. Sendo de 24000 anos a meia-vida do ²³⁹Pu, sua massa de 600 g reduzir-se-á a 200 g após 72000 anos.

III. Um núcleo de ²⁷Mg se transmuta em ²⁸Al pela emissão de uma partícula β.

IV. Um fóton de luz vermelha incide sobre uma placa metálica causando a emissão de um elétron. Se esse fóton fosse de luz azul, provavelmente ocorreria a emissão de dois ou mais elétrons.

Então,

Três alunos, Paulo, Joana e Rafael, discutiam sobre o experimento de Rutherford e fizeram as seguintes afirmações:

Paulo: Rutherford percebeu que a carga positiva do átomo não poderia estar espalhada por todo o átomo, mas sim concentrada num local muito menor que o próprio átomo. Joana: O experimento permitiu a Rutherford a descoberta do elétron, contrariando a ideia que havia na época de que o átomo fosse indivisível. Rafael: No experimento, Rutherford percebeu que os elétrons só poderiam se mover em determinadas órbitas em torno do núcleo, pois, nessas órbitas, os elétrons não emitiriam energia.

Está(ão) CORRETA(S) apenas a(s) afirmação(ões) feita(s) por: