Questões sobre Física Moderna | Pratique com o Prisma

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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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UFG 2014, UFG 2014 - Física - Física Moderna, Teoria Quântica

O caráter corpuscular da luz foi inicialmente proposto por Newton em 1704. O cientista que, no início do século XX, estabeleceu definitivamente esse caráter da luz e o fenômeno físico por ele estudado são, respectivamente,

A

Max Planck e o problema do corpo negro.

B

Albert Einstein e o efeito fotoelétrico.

C

Niels Bohr e a estabilidade das órbitas do átomo de hidrogênio.

D

Arthur Holly Compton e a interação dos raios X com a matéria.

E

Louis De Broglie e a dualidade onda-partícula da metéria.

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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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UFRN 2012 - Física - Física Moderna, Teoria Quântica

O Diodo Emissor de Luz (LED) é um dispositivo eletrônico capaz de emitir luz visível e tem sido utilizado nas mais variadas aplicações. A mais recente é sua utilização na iluminação de ambientes devido ao seu baixo consumo de energia e à sua grande durabilidade. Atualmente, dispomos de tecnologia capaz de produzir tais dispositivos para emissão de l uz em diversas cores, como, por exemplo, a cor vermelha de comprimento de onda, , igual a 629 nm, e a cor azul, de comprimento de onda, , igual a 469 nm. A energia, , dos fótons emitidos por cada um dos LEDs é determinada a partir da equação de Einstein onde h é a constante de Planck, e é a frequência do fóton emitido.

Sabendo ainda que , onde c é a velocidade da luz no vácuo e , o comprimento de onda do fóton, é correto afirmar que

A

o fóton correspondente à cor vermelha tem menos energia que o fóton correspondente à cor azul, pois sua frequência é menor que a do fóton de cor azul.

B

o fóton correspondente à cor vermelha tem mais energia que o fóton correspondente à cor azul, pois sua frequência é maior que a do fóton de cor azul.

C

o fóton correspondente à cor azul tem menos energia que o fóton correspondente à cor vermelha, pois seu comprimento de onda é maior que o do fóton de cor vermelha.

D

o fóton correspondente à cor vermelha tem mais energia que o fóton correspondente à cor azul, pois seu comprimento de onda é menor que a do fóton de cor azul.

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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.

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USP 2012 - Física - Dinâmica, Impulso e Quantidade de Movimento, Física Moderna, Teoria Quântica

Um fóton, com quantidade de movimento na direção e sentido do eixo x, colide com um elétron em repouso. Depois da colisão, o elétron passa a se mover com quantidade de movimento , no plano xy, como ilustra a figura ao lado. Dos vetores abaixo, o único que poderia representar a direção e sentido da quantidade de movimento do fóton, após a colisão, é

Note e adote:
O princípio da conservação da quantidade de movimento é válido também para a interação entre fótons e elétrons.

A

B

C

D

E

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USP 2012 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

No experimento descrito a seguir, dois corpos, feitos de um mesmo material, de densidade uniforme, um cilíndrico e o outro com forma de paralelepípedo, são colocados dentro de uma caixa, como ilustra a figura ao lado (vista de cima). Um feixe fino de raios X, com intensidade constante, produzido pelo gerador G, atravessa a caixa e atinge o detector D, colocado do outro lado. Gerador e detector estão acoplados e podem mover-se sobre um trilho. O conjunto Gerador- Detector é então lentamente deslocado ao longo da direção x, registrando-se a intensidade da radiação no detector, em função de x. A seguir, o conjunto Gerador- Detector é reposicionado, e as medidas são repetidas ao longo da direção y. As intensidades I detectadas ao longo das direções x e y são mais bem representadas por

Note e adote: A absorção de raios X pelo material é, aproximadamente, proporcional à sua espessura, nas condições do experimento.

A

B

C

D

E

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UFG 2009 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

Para pequenas energias de excitação, o deslocamento relativo x (Å) dos átomos de uma molécula diatômica pode ser descrito como um oscilador harmônico, com sua energia potencial U ( x) dada pelo gráfico abaixo.

Tendo em vista as explicações, a função U ( x ) que descreve a energia potencial, em elétrons-volt (eV), e a constante elástica em eV/Å² são, respectivamente,

A

U ( x )=0,150 + 3,75·( x-1,8) ² e 1,88.

B

U ( x )=0,100 + 3,75·( x-2,0) ² e 3,75.

C

U ( x )=0,100 + 1,25·( x-2,0) ² e 1,25.

D

U ( x )=0,100 + 1,25·( x-2,0) 2 e 2,50.

E

U ( x )=0,150 - 3,75·( x-1,8) ² e 3,75.

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UFG 2011 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

Um reator nuclear é um equipamento no qual se processam reações de fissão nuclear. Em uma usina nuclear, em que sequência ocorrem as transformações de energia e qual isótopo é comumente usado como combustível nuclear?

A

Térmica, elétrica e nuclear, com o U²³⁸ .

B

Térmica, elétrica e nuclear, com o U²³⁵.

C

Elétrica, nuclear e térmica, com o U²³⁵.

D

Nuclear, térmica e elétrica, com o U²³⁵ .

E

Nuclear, térmica e elétrica, com o U²³⁸ .

b1ef91aa-4b

UNB 2008 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

A energia total do elétron no átomo de hidrogênio no modelo de Bohr é dada por

C

Certo

E

Errado

ae68460d-4b

UNB 2008 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

No modelo de Rutherford, a maior parte da massa do átomo se concentrava na eletrosfera, onde os elétrons giravam em órbitas ao redor do núcleo, em um modelo similar ao planetário

C

Certo

E

Errado

b11b7c6b-4b

UNB 2008 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

No átomo de hidrogênio no modelo de Bohr, a energia cinética do elétron é dada por

C

Certo

E

Errado

b04c0065-4b

UNB 2008 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear, Teoria Quântica

Sabendo-se que no átomo de hidrogênio no modelo de Bohr a força elétrica entre núcleo e elétron é centrípeta, é correto afirmar que, nesse modelo, em que

C

Certo

E

Errado

af3ada91-4b

UNB 2008 - Física - Física Moderna, Física Atômica e Nuclear

nn No modelo de Bohr, a relação , referida no texto, está associada ao fato de que os nós e os ventres de uma onda estacionária não mudam de posição ao longo do tempo.

C

Certo

E

Errado

Questõessobre Física Moderna

O caráter corpuscular da luz foi inicialmente proposto por Newton em 1704. O cientista que, no início do século XX, estabeleceu definitivamente esse caráter da luz e o fenômeno físico por ele estudado são, respectivamente,

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?

Um reator nuclear é um equipamento no qual se processam reações de fissão nuclear. Em uma usina nuclear, em que se­quência ocorrem as transformações de energia e qual isótopo é comumente usado como combustível nuclear?

A energia total do elétron no átomo de hidrogênio no modelo de Bohr é dada por

No modelo de Rutherford, a maior parte da massa do átomo se concentrava na eletrosfera, onde os elétrons giravam em órbitas ao redor do núcleo, em um modelo similar ao planetário

No átomo de hidrogênio no modelo de Bohr, a energia cinética do elétron é dada por

Sabendo-se que no átomo de hidrogênio no modelo de Bohr a força elétrica entre núcleo e elétron é centrípeta, é correto afirmar que, nesse modelo, em que

nn No modelo de Bohr, a relação , referida no texto, está associada ao fato de que os nós e os ventres de uma onda estacionária não mudam de posição ao longo do tempo.

Um reator nuclear é um equipamento no qual se processam reações de fissão nuclear. Em uma usina nuclear, em que sequência ocorrem as transformações de energia e qual isótopo é comumente usado como combustível nuclear?