Questõessobre Física Moderna
No trecho “e computou o peso e o tamanho dos átomos” (L.23-24), o autor deveria referir-se à massa do átomo e não, ao seu peso, uma vez que a força peso, reação à força de contato normal, não é uma grandeza física da matéria.
Tendo o texto como referência inicial e considerando os múltiplos aspectos que ele suscita, julgue o item de e assinale a opção correta.
Segundo o modelo de Bohr, o átomo é considerado um núcleo de prótons e nêutrons com elétrons orbitando à sua volta. Dessa forma, um elétron teria velocidade tangencial em torno do núcleo de módulo igual a em que k é a constante eletrostática, Q é a carga do núcleo, e é a carga do elétron, R é o raio de órbita do elétron e m é sua massa.
Tendo o texto como referência inicial e considerando os múltiplos aspectos que ele suscita, julgue o item de e assinale a opção correta.
O equívoco de Brown ao “achar que o pólen estivesse vivo” (L.8) reside no fato de ele ter desconsiderado que o grão de pólen é o embrião da planta que o gerou e germinará se forem apresentadas condições ideais.
Tendo o texto como referência inicial e considerando os múltiplos aspectos que ele suscita, julgue o item de e assinale a opção correta.
Um laser emite um pulso de luz monocromático com duração de 6,0 ns, com frequência de 4,0 x 1014 Hz e potência de 110 mW. O número de fótons contidos nesse pulso é
Dados: Constante de Planck: h = 6,6 x 10-34 J·s
1,0 ns = 1,0 x 10-9 s
Um laser emite um pulso de luz monocromático com duração de 6,0 ns, com frequência de 4,0 x 1014 Hz e potência de 110 mW. O número de fótons contidos nesse pulso é
Dados: Constante de Planck: h = 6,6 x 10-34 J·s
1,0 ns = 1,0 x 10-9 s
Quando investigava a natureza eletromagnética da luz, em 1887, Heinrich Hertz, estudando a produção de descargas elétricas entre duas superfícies de metal em potenciais elétricos diferentes, observou que uma faísca proveniente de uma superfície gerava uma faísca secundária na outra. Porém essa faísca era difícil de ser vista, então Hertz colocou um obstáculo para impedir que a incidência direta da luz sobre o sistema ofuscasse sua observação. Isso causou uma diminuição da faísca secundária. Depois de uma série de experiências, ele confirmou que a luz pode gerar faíscas elétricas, principalmente a luz ultravioleta. Mais tarde, outros pesquisadores concluíram que a incidência de luz sobre uma superfície metálica faz com que ocorra emissão de elétrons. Einstein, em 1905, desenvolveu uma teoria simples e revolucionária para explicar, então, o efeito fotoelétrico.
A Figura 6 representa esquematicamente um aparato experimental que pode ser usado para produzir e verificar o efeito fotoelétrico. No interior do tubo de vidro transparente, onde há vácuo, encontram-se dois eletrodos metálicos A e B afastados um do outro. Esses eletrodos estão ligados entre si, externamente, através dos elementos representados, simbolicamente, como I e II.
Para que o efeito fotoelétrico seja detectado quando o eletrodo B for iluminado por luz ultravioleta, os elementos I e II devem ser, respectivamente:
A Figura 6 representa esquematicamente um aparato experimental que pode ser usado para produzir e verificar o efeito fotoelétrico. No interior do tubo de vidro transparente, onde há vácuo, encontram-se dois eletrodos metálicos A e B afastados um do outro. Esses eletrodos estão ligados entre si, externamente, através dos elementos representados, simbolicamente, como I e II.
Para que o efeito fotoelétrico seja detectado quando o eletrodo B for iluminado por luz ultravioleta, os elementos I e II devem ser, respectivamente:
Os raios X utilizados para diagnósticos médicos são uma radiação ionizante. O efeito das radiações ionizantes em
um indivíduo depende basicamente da dose absorvida, do tempo de exposição e da forma da exposição, conforme
relacionados no quadro.
Disponível em: www.cnen.gov.br. Acesso em: 3 set. 2012 (adaptado).
Para um técnico radiologista de 90 kg que ficou exposto, por descuido, durante 5 horas a uma fonte de raios X, cuja
potência é de 10 mJ/s, a forma do sintoma apresentado, considerando que toda radiação incidente foi absorvida, é
Os raios X utilizados para diagnósticos médicos são uma radiação ionizante. O efeito das radiações ionizantes em um indivíduo depende basicamente da dose absorvida, do tempo de exposição e da forma da exposição, conforme relacionados no quadro.
Disponível em: www.cnen.gov.br. Acesso em: 3 set. 2012 (adaptado).
Para um técnico radiologista de 90 kg que ficou exposto, por descuido, durante 5 horas a uma fonte de raios X, cuja
potência é de 10 mJ/s, a forma do sintoma apresentado, considerando que toda radiação incidente foi absorvida, é
A telefonia móvel no Brasil opera com celulares
cuja potência média de radiação é cerca de 0,6 W. Por
recomendação do ANSI/IEEE, foram estipulados limites
para exposição humana à radiação emitida por esses
aparelhos. Para o atendimento dessa recomendação,
valem os conselhos: segurar o aparelho a uma pequena
distância do ouvido, usar fones de ouvido para as
chamadas de voz e utilizar o aparelho no modo viva voz
ou com dispositivos bluetooth. Essas medidas baseiam-se
no fato de que a intensidade da radiação emitida decai
rapidamente conforme a distância aumenta, por isso,
afastar o aparelho reduz riscos.
COSTA, E. A. F Efeitos na saúde humana da exposição aos campos de radiofrequência.
Disponível em: www.ced.ufsc.br. Acesso em: 16nov. 2011 (adaptado).
Para reduzir a exposição à radiação do celular de forma
mais eficiente, o usuário deve utlizar
A telefonia móvel no Brasil opera com celulares cuja potência média de radiação é cerca de 0,6 W. Por recomendação do ANSI/IEEE, foram estipulados limites para exposição humana à radiação emitida por esses aparelhos. Para o atendimento dessa recomendação, valem os conselhos: segurar o aparelho a uma pequena distância do ouvido, usar fones de ouvido para as chamadas de voz e utilizar o aparelho no modo viva voz ou com dispositivos bluetooth. Essas medidas baseiam-se no fato de que a intensidade da radiação emitida decai rapidamente conforme a distância aumenta, por isso, afastar o aparelho reduz riscos.
COSTA, E. A. F Efeitos na saúde humana da exposição aos campos de radiofrequência. Disponível em: www.ced.ufsc.br. Acesso em: 16nov. 2011 (adaptado).
Para reduzir a exposição à radiação do celular de forma mais eficiente, o usuário deve utlizar
A física ambiental aborda, dentre outros
assuntos, a poluição atmosférica. Na atmosfera
poluída de grandes centros urbanos há, além de
gases, poluentes na forma de partículas. A área
superficial dessas partículas é um fator muito
relevante no seu impacto ambiental. Considere duas
partículas com mesma densidade e tamanhos
diferentes, de modo que uma tem o dobro da massa
da outra. Para simplificar a análise, considere que as
partículas sejam esféricas. Suponha que seja colhida
uma amostra A somente com partículas maiores, e
outra amostra B somente com partículas do tamanho
menor. As duas amostras têm a mesma massa total.
A área total das partículas em cada amostra é obtida
pela soma das áreas das esferas. Assim, a razão
entre a área total na amostra de partículas menores
pela área total das partículas maiores é
Entre os vários trabalhos científicos desenvolvidos por Albert Einstein, destaca-se o efeito fotoelétrico, que lhe rendeu
o Prêmio Nobel de Física de 1921. Sobre esse efeito, amplamente utilizado em nossos dias, é correto afirmar:
INSTRUÇÃO: Para responder à questão, considere as informações a seguir.
Em Física de Partículas, uma partícula é dita elementar quando não possui estrutura interna. Por muito tempo se pensou
que prótons e nêutrons eram partículas elementares, contudo as teorias atuais consideram que essas partículas
possuem estrutura interna. Pelo modelo padrão da Física de Partículas, prótons e nêutrons são formados, cada um,
por três partículas menores denominadas quarks. Os quarks que constituem tanto os prótons quanto os nêutrons são
dos tipos up e down, cada um possuindo um valor fracionário do valor da carga elétrica elementar e (e = 1,6 x 10-19 C).
A tabela abaixo apresenta o valor da carga elétrica desses quarks em termos da carga elétrica elementar e.
Assinale a alternativa que melhor representa os quarks que constituem os prótons e os nêutrons.
INSTRUÇÃO: Para responder à questão, considere as informações a seguir.
Em Física de Partículas, uma partícula é dita elementar quando não possui estrutura interna. Por muito tempo se pensou que prótons e nêutrons eram partículas elementares, contudo as teorias atuais consideram que essas partículas possuem estrutura interna. Pelo modelo padrão da Física de Partículas, prótons e nêutrons são formados, cada um, por três partículas menores denominadas quarks. Os quarks que constituem tanto os prótons quanto os nêutrons são dos tipos up e down, cada um possuindo um valor fracionário do valor da carga elétrica elementar e (e = 1,6 x 10-19 C). A tabela abaixo apresenta o valor da carga elétrica desses quarks em termos da carga elétrica elementar e.
Assinale a alternativa que melhor representa os quarks que constituem os prótons e os nêutrons.
Utilize as partículas β+ (beta-mais), β- (beta-menos) e
α (alfa) para completar as lacunas dos decaimentos
radioativos abaixo:
Considerando que υe e υe são, respectivamente,
as representações do anti-neutrino do elétron e do
neutrino do elétron, o correto preenchimento das
lacunas, de cima para baixo, é
Utilize as partículas β+ (beta-mais), β- (beta-menos) e α (alfa) para completar as lacunas dos decaimentos radioativos abaixo:
Considerando que υe e υe são, respectivamente,
as representações do anti-neutrino do elétron e do
neutrino do elétron, o correto preenchimento das
lacunas, de cima para baixo, é
Em 1839, o físico Alexandre Edmond Becquerel
(1820–1891) ao descobrir, experimentalmente, o
efeito fotoelétrico, aos 19 anos de idade, jamais
imaginou que estivesse criando um novo meio de
captação de energia limpa. A energia solar incide
sobre uma célula fotoelétrica atingindo elétrons e
produzindo eletricidade que pode ser convertida em
energia luminosa ou mecânica, por exemplo. Para
garantir maior eficiência, o material usado na
fabricação de uma célula fotoelétrica deve ter
DADOS QUE PODEM SER USADOS NESTA PROVA
Para responder à questão, analise as afirmativas abaixo, referentes ao efeito fotoelétrico.
I. A frequência mínima da radiação incidente para que o efeito fotoelétrico seja observado depende da constituição química do material.
II. A energia de cada fotoelétron ejetado no processo depende da intensidade da radiação incidente.
III. A quantidade de fotoelétrons ejetados no processo depende da intensidade da radiação eletromagnética incidente.
Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s)
O espectro de emissão do hidrogênio apresenta uma série de linhas na região do ultravioleta, do visível e no
infravermelho próximo, como ilustra a figura a seguir.
Niels Bohr, físico dinamarquês, sugeriu que o espectro de emissão do hidrogênio está relacionado às transições do
elétron em determinadas camadas. Bohr calculou a energia das camadas da eletrosfera do átomo de hidrogênio,
representadas no diagrama de energia a seguir. Além disso, associou as transições eletrônicas entre a camada dois
e as camadas de maior energia às quatro linhas observadas na região do visível do espectro do hidrogênio.
Um aluno encontrou um resumo sobre o modelo
atômico elaborado por Bohr e o espectro de emissão
atômico do hidrogênio contendo algumas afirmações.
I. A emissão de um fóton de luz decorre da transição de
um elétron de uma camada de maior energia para uma
camada de menor energia.
II. As transições das camadas 2, 3, 4, 5 e 6 para a
camada 1 correspondem às transições de maior
energia e se encontram na região do infravermelho do
espectro.
III. Se a transição 3→ 2 corresponde a uma emissão de
cor vermelha, a transição 4→ 2 está associada a uma
emissão violeta e a 5→ 2 está associada a uma emissão
verde.
Pode-se afirmar que está(ão) correta(s)
O espectro de emissão do hidrogênio apresenta uma série de linhas na região do ultravioleta, do visível e no infravermelho próximo, como ilustra a figura a seguir.
Niels Bohr, físico dinamarquês, sugeriu que o espectro de emissão do hidrogênio está relacionado às transições do elétron em determinadas camadas. Bohr calculou a energia das camadas da eletrosfera do átomo de hidrogênio, representadas no diagrama de energia a seguir. Além disso, associou as transições eletrônicas entre a camada dois e as camadas de maior energia às quatro linhas observadas na região do visível do espectro do hidrogênio.
Um aluno encontrou um resumo sobre o modelo atômico elaborado por Bohr e o espectro de emissão atômico do hidrogênio contendo algumas afirmações.
I. A emissão de um fóton de luz decorre da transição de um elétron de uma camada de maior energia para uma camada de menor energia.
II. As transições das camadas 2, 3, 4, 5 e 6 para a camada 1 correspondem às transições de maior energia e se encontram na região do infravermelho do espectro.
III. Se a transição 3→ 2 corresponde a uma emissão de cor vermelha, a transição 4→ 2 está associada a uma emissão violeta e a 5→ 2 está associada a uma emissão verde.
Pode-se afirmar que está(ão) correta(s)
Aceleradores de partículas, como o Large Hadron Colider (LHC), existente na Organização Europeia de Pesquisa Nuclear (CERN), localizado em Genebra na fronteira da Suíça com a França, podem acelerar partículas até velocidades próximas à velocidade da luz.
Pode-se afirmar que a massa de uma partícula que atinge 90% da velocidade da luz é:
Pode-se afirmar que a massa de uma partícula que atinge 90% da velocidade da luz é:
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:
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:
Próximo do final do século XVIII, alguns cientistas (Hertz,
Maxwell, Thomson, Lenard) se envolveram na pesquisa de
um certo fenômeno que ficou conhecido como efeito fotoelétrico. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de
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.
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:
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: