Questões sobre Física Atômica e Nuclear

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UDESC 2011 - Física - Física Atômica e Nuclear

Um elétron em um átomo de hidrogênio efetua uma transição entre dois estados cujas energias são
E_i= -0,54 eV e E_f= -3,40 eV.
A frequência da radiação emitida é:

A

4,3 x 10¹⁴ Hz

B

6,9 x 10¹⁴ Hz

C

5,2 x 10¹⁴ Hz

D

1,3 x 10¹⁴ Hz

E

8,2 x 10¹⁴ Hz

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UEG 2007 - Física - Dinâmica, Leis de Newton, Física Moderna, Física Atômica e Nuclear, Teoria Quântica

Tendo como base o texto acima, julgue a validade das afirmações abaixo considerando desprezível a massa total dos átomos de hidrogênio e que o nanocarro seja alimentado com microondas (5x10⁸ hz).
I. É necessário que o nanomotor absorva 11 fótons para que ele, partindo do repouso, atinja a velocidade de 1,1 m/s.
II. A interação eletrostática entre os átomos constituintes do nanocarro e a superfície de ouro fica reduzida por causa da solução de tolueno, quando comparado ao vácuo.
III. Supondo que a força produzida pelo nanomotor seja constante, contínua e paralela ao deslocamento e que, absorvendo 2 fótons, o nanocarro se desloque 3,3 nanômetros, a força desenvolvida pelo nanomotor é de 2x10^-26 N.
Assinale a alternativa CORRETA:

A

Apenas as afirmações I e II são verdadeiras.

B

Apenas as afirmações I e III são verdadeiras.

C

Apenas as afirmações II e III são verdadeiras.

D

Todas as afirmações são verdadeiras.

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USP 2015 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

O elétron e sua antipartícula, o pósitron, possuem massas iguais e cargas opostas. Em uma reação em que o elétron e o pósitron, em repouso, se aniquilam, dois fótons de mesma energia são emitidos em sentidos opostos. A energia de cada fóton produzido é, em MeV, aproximadamente,

Note e adote:
Relação de Einstein entre energia (E) e massa (m): E = mc²
Massa do elétron = 9 x 10^_31 kg
Velocidade da luz c = 3,0 x 10⁸ m/s
1 e V = 1 ,6 x 1 0^-19 J
1 MeV = 10⁶ eV
No processo de aniquilação, toda a massa das partículas é transformada em energia dos fótons.

A

0,3

B

0,5

C

0,8

D

1,6

E

3,2

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PUC - RS 2011 - Física - Eletrodinâmica - Corrente Elétrica, Indução e Transformadores Elétricos, Cargas Elétricas e Eletrização, Campo e Força Magnética, Física Moderna, Magnetismo, Física Atômica e Nuclear, Eletricidade

Planetas, planetoides e satélites naturais que apresentam campo magnético possuem um núcleo condutor elétrico no qual, originalmente, foram induzidas correntes elétricas pelo campo magnético da estrela-mãe, as quais foram intensificadas pela autoindução, empregando a energia do movimento de rotação desses astros. O campo magnético do nosso planeta é de extrema importância para os seres vivos, pois, aprisionando uma grande parte das partículas com carga elétrica que o atingem, vindas do espaço, reduz drasticamente a radiação de fundo, que é danosa a eles.
Considerando essas informações, são feitas as seguintes afirmativas:
I. As partículas aprisionadas pelo campo magnético terrestre são constituídas por núcleos de hélio, elétrons, prótons e nêutrons livres.
II. As partículas aprisionadas pelo campo magnético terrestre, quando interagem com as partículas da atmosfera, podem dar origem às auroras austrais e boreais.
III. Um planeta que não apresenta campo magnético não tem correntes elétricas induzidas no seu núcleo.
A(s) afirmativa(s) correta(s) é/são:

A

I, apenas.

B

III, apenas.

C

I e II, apenas.

D

II e III, apenas.

E

I, II e III.

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PUC - RS 2011 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

Define-se como meia-vida de um elemento radioativo o tempo necessário para que a metade dos átomos radioativos inicialmente presentes em uma amostra pura desse elemento se desintegre. Assim sendo, decorrido o tempo correspondente a uma meia-vida, o número de átomos radioativos, N, presentes na amostra será a metade do número inicial de átomos radioativos, N0 .
O gráfico a seguir mostra a fração de átomos radioativos, N/N0 , presentes em três amostras radioativas puras, X, Y e Z, em função do tempo.
A alternativa que apresenta as amostras em ordem crescente de suas meias-vidas é:

A

X – Y – Z

B

X – Z – Y

C

Y – X – Z

D

Y – Z – X

E

Z – X – Y

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PUC - RS 2011 - Física - Dinâmica, Trabalho e Energia, Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

A figura a seguir mostra três linhas equipotenciais em torno de uma carga positiva que pode ser considerada puntiforme (as dimensões da carga são muito menores que as distâncias consideradas no problema).

O trabalho realizado por uma força externa ao deslocar, com velocidade constante, a carga de prova de 1,0x10-6C de A até C através do caminho indicado ABC, em joules, é:

A

-5,0x10-6

B

3,0x10-6

C

-2,0x10-6

D

1,0x10-6

E

2,0x10-6

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UNESP 2010 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

Em desintegrações radioativas, várias grandezas físicas são conservadas. Na situação representada na figura, temos um núcleo de Tório (228Th), inicialmente em repouso, decaindo em núcleo de Rádio (224Ra) e emitindo uma partícula α. Na desintegração, a partícula α é emitida com uma energia cinética de aproximadamente 8,4 × 10–13 J. Qual é a energia cinética aproximada do núcleo do Rádio?

A

15,0 × 10–15 J.

B

8,4 × 10–15 J.

C

9,0 × 10–15 J.

D

9,0 × 10–13 J.

E

15,0 × 10–13 J.

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PUC - RS 2015 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

INSTRUÇÃO: Para responder à questão , associe os itens da coluna A às informações da coluna B.

Coluna A

1. Fissão Nuclear
2. Fusão Nuclear

Coluna B
( ) Processo cujos produtos são radioativos de longa duração.

( ) Processo de conversão de energia que ocorre no Sol.

( ) Processo de funcionamento da usina de Fukushima, onde, em 2011, houve um acidente nuclear.

A numeração correta, de cima para baixo, é

A

2 – 1 – 2

B

1 – 1 – 2

C

1 – 2 – 1

D

1 – 2 – 2

E

2 – 1 – 1

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UERJ 2015, UERJ 2015 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

Aceleradores de partículas são ambientes onde partículas eletricamente carregadas são mantidas em movimento, como as cargas elétricas em um condutor. No Laboratório Europeu de Física de Partículas – CERN, está localizado o mais potente acelerador em operação no mundo. Considere as seguintes informações para compreender seu funcionamento:

• os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do acelerador;

• esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30 km de comprimento;

• cada pacote contém, aproximadamente, 10¹¹ prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo;

• a carga do próton é igual a 1,6 × 10^-19 C e a velocidade da luz no vácuo é igual a 3 × 10⁸ m × s^-1.

Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de:

A

10⁰

B

10²

C

10⁴

D

10⁶

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UFG 2014, UFG 2014 - Física - Cargas Elétricas e Eletrização, Campo e Força Magnética, Física Moderna, Magnetismo, Física Atômica e Nuclear, Eletricidade

Uma partícula carregada, que se movimenta com velocidade v = 15 × 105 m·s ^-1 , entra em uma região do espaço onde está presente um campo magnético uniforme, de módulo B = 2,0 × 10^-2 T, perpendicular à direção da velocidade da partícula. Ao entrar neste campo, a partícula sente uma força cujo módulo é F = 9,6 × 10^-15 N. Sabendo que a carga elementar é q = 1,6 × 10^-19 C, qual é a partícula que está atravessando o campo magnético?

A

Núcleo de Lítio

B

Núcleo de Hélio

C

Próton

D

Nêutron

E

Elétron

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PUC - RS 2014 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear, Teoria Quântica

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 10, analise as afrmativas que seguem, referentes a fenômenos descritos pela Física Moderna.

I. A energia de um fóton é retamente proporcional à sua frequência.

II. A velocidade da luz, no vácuo, tem um valor finito, considerado constante para todos os referenciais inerciais.

III. No efeito fotoelétrico, há uma frequência mínima de corte, abaixo da qual o fenômeno não se verifca, qualquer que seja a intensidade da luz incidente.

IV. A fissão nuclear acontece quando núcleos de pequena massa colidem, originando um núcleo de massa maior.

Estão corretas apenas as afrmativas

A

I e II.

B

I e III.

C

III e IV.

D

I, II e III.

E

II, III e IV.

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UEG 2014 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

A luz visível contém fótons com energias na ordem de 1 elétron-volt (eV). Qual é o comprimento de onda, em nanometro (10-9 m), de um fóton com energia de 2,0 eV?

A

600

B

50

C

100

D

300

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FAME 2014 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear, Teoria Quântica

No início do século XX, os espectros de emissão e absorção de radiação de vários átomos eram conhecidos com grande precisão. Entre eles, destacava-se o espectro do átomo de hidrogênio que, devido à sua simplicidade, chegou a ser satisfatoriamente descrito por fórmulas empíricas. Porém, em 1913, Niels Bohr desenvolveu um modelo atômico, cujas previsões para as energias de emissão e absorção dos átomos de hidrogênio e de hélio ionizado apresentavam concordância quantitativa muito elevada com os dados experimentais. Para construir seu modelo, Niels Bohr formulou quatro postulados sobre a natureza dos átomos que misturavam física clássica e não clássica.

Em relação aos postulados de Bohr, assinale a alternativa INCORRETA.

A

Um elétron em um átomo se move em órbita circular ao redor do núcleo sob a influência da atração coulombiana entre o elétron e o núcleo, obedecendo às leis da mecânica clássica.

B

Em vez de infinitas órbitas, possíveis na mecânica clássica, um elétron move-se apenas em uma órbita, na qual seu momento angular (L) é múltiplo inteiro de h/2 π (h = constante de Planck).

C

Apesar de estar constantemente acelerado, um elétron, que se move em uma dessas órbitas possíveis, não emite radiação eletromagnética, mas reduz sua energia total (E).

D

É emitida radiação eletromagnética se um elétron, que se move inicialmente sobre uma órbita de energia total E_i, muda seu movimento descontinuamente, de forma a se mover em uma órbita de energia total E_f.