Uma superfície metálica é iluminada com luz de diferentes comprimentos de onda, e os potenciais de parada V dos fotoelétrons correspondentes estão descritos na Tabela 1 a seguir.



Assinale a alternativa que melhor corresponde à função trabalho do material em unidades de elétrons-volt.

Em 1932, James Chadwick descobriu o nêutron bombardeando berílio ⁹₄Be com partículas α para produzir nêutrons da seguinte reação nuclear: ⁹₄Be + α  ¹²₆C + n, onde ⁹₄Be e e α consistem em alvo e projétil, respectivamente. A reação produz carbono-12 e um nêutron.

Considerando que a energia de ligação de cada partícula é aproximadamente igual a E[α] = 28,3 MeV, E[⁹₄Be] = 58,2 MeV, E[¹²₆C] = 92,2 MeV e E[n] = 0,0 MeV, obtenha a energia da reação em unidades de MeV.

O termo decaimento β abrange 3 modos de decaimento radioativo em que o número atômico Z entre o nuclídeo pai e o nuclídeo filho muda em uma unidade (± 1), enquanto o número de massa atômica permanece constante. Assim, o número de nucleons e a carga total são ambos conservados nos processos de decaimento β e pode-se dizer que o filho é um isóbaro do pai, uma vez que as duas partículas contêm o mesmo número de nucleons.

Nesse contexto, em um decaimento onde p representa um próton, e⁻ , e⁺ , v e u representam um elétron, um pósitron, um neutrino e um antineutrino, respectivamente, o decaimento β⁻ pode ser representado pelo seguinte processo:

Uma partícula α colidindo com um elétron pode capturar o elétron e formar um íon de hélio ionizado He⁺ . A energia de recombinação é tipicamente emitida na forma de um fóton com energia de radiação que satisfaz a conservação de energia. Um elétron que se move com energia cinética K = 640 eV se recombina com uma partícula α para formar um átomo de hélio ionizado no estado fundamental.

Obtenha o valor aproximado do comprimento de onda λ do fóton monoenergético que é emitido na reação de recombinação.
Dado: ћc = 1973 e VÅ.  

Muônio, hidrogênio muônico e anti-hidrogênio são estruturas exóticas semelhantes ao hidrogênio, cujas emissões espectrais podem ser previstas com a teoria simples de Bohr de átomos de um elétron, semelhante à abordagem adotada em estudos de espectros de prótio (hidrogênio-1) e deutério. Um átomo do tipo hidrogênio muônico é um átomo no qual um múon negativo µ⁻ toma o lugar de um elétron e orbita próximo ao núcleo.

Sabendo que o hidrogênio muônico consiste em um próton p e um múon µ⁻ , com massas de repouso mp = 1836 me e m_µ = 207 m_e , respectivamente, estime o valor da energia do primeiro estado excitado desse átomo muônico.

Com base seus conhecimentos sobre Física Radiológica, assinale a alternativa correta:

Um radionuclídeo é um nuclídeo com estrutura nuclear instável, que procura alcançar a estabilidade a partir da emissão de partículas e/ou de ondas eletromagnéticas. Sobre as radiações emitidas, analise as afirmativas a seguir.

I. Raios-gama: possuem carga elétrica positiva, altamente energética, pequeno poder de penetração na matéria por serem carregados e possuírem massa relativamente elevada.
II. Partícula beta positiva: resultado do decaimento de um próton, no interior do núcleo atômico, em um nêutron + um elétron positivo + um neutrino eletrônico.
III. Partícula beta negativa: resultado do decaimento de um nêutron em um próton + um elétron negativo + um antineutrino eletrônico.
IV. Partículas-alfa: ondas eletromagnéticas que possuem a mesma natureza da luz visível; são muito energéticas.

Está correto o que se afirma apenas em

Em uma medida de difração de raios X em policristais, realizada com radiação Cu Kα, quais elementos químicos geram fluorescência e aumentam o background da medida?

Qual o fator de multiplicidade do plano (111) em uma estrutura cúbica?

Uma célula hexagonal compacta contém dois átomos do mesmo tipo, localizados nas posições atômicas de (0, 0, 0) e (1/3, 2/3, 1/2). Qual das opções abaixo é o fator de estrutura (F₁₁₂) correto do plano (112)?

Um cristal ortorrômbico de cementita (Fe₃C) tem os seguintes parâmetros de rede a = 4,52 Å, b = 5,08 Å e c = 6,74 Å. Qual o valor da distância interplanar (d) do plano (111)?

Um cristal de Mn5(Si O4)3 possui sistema cristalino cúbico e grupo espacial Ia-3d. Se os átomos de Mn ocupam os sítios de Wickoff 16a e 24c, os átomos de Si ocupam o sítio 24d e os átomos de O ocupam o sítio 96h, quantas moléculas por célula unitária possui esse cristal?

O cristal de cloreto de césio (CsCl) tem estrutura cúbica, na qual os íons Cs⁺ ocupam a posição central da célula unitária e os íons Cl^- ocupam os vértices da célula unitária. Se os raios iônicos do íon Cs⁺ e do íon Cl^- são 0,169 e 0,181 nm, respectivamente, qual o valor do parâmetro de rede em angstrons?

Os núcleos possuem 𝑁 nêutrons, 𝑍 prótons e um número de massa 𝐴 = 𝑁 + 𝑍. Para núcleos leves, 𝑁 e 𝑍 são aproximadamente iguais, enquanto, para os núcleos pesados, 𝑁 é maior do que 𝑍. Os isótopos consistem em dois ou mais núcleos com o mesmo número atômico 𝑍, porém com valores de 𝑁 e 𝐴 distintos. A massa de um núcleo estável é menor do que a soma das massas de seus núcleons, soma de prótons e nêutrons. A massa atômica, 𝑀, é comumente dada em unidade de massa atômica 𝑢, e pode-se considerar a seguinte relação de conversão para energia, (1 𝑢) . 𝑐² = 931,5 𝑀𝑒𝑉, que mostra o grande potencial de armazenamento de energia nos núcleos atômicos. A diferença de massa ∆𝑚 multiplicada por 𝑐² é igual à energia de ligação 𝐸₁ do núcleo, energia necessária para sua formação, ou 𝐸₁ = (𝑍 𝑀_{𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑜} + 𝑁 𝑀_{𝑛ê𝑡𝑟𝑜𝑛} − 𝑀_{Á𝑡𝑜𝑚𝑜}) 𝑐² .

TIPLER, Paul; MOSCA, Gene. Física: Física-Moderna: mecânica quântica, relatividade e estrutura da matéria. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 3, com adaptações.

Considerando os dados: 𝑀_{𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑐} = 1,007825 𝑢, 𝑀_{𝑛ê𝑡𝑟𝑜𝑛} = 1,008665𝑢 e = 4,002603 𝑢, assinale a alternativa que indica o valor da energia de ligação do isótopo do hélio ⁴𝐻𝑒.

Os núcleos instáveis são radioativos e decaem emitindo partículas α (núcleos de ⁴He), partículas β (elétrons ou pósitrons) e raios γ (fótons). Todos os fenômenos associados à radioatividade são de natureza estatística e seguem uma lei de decaimento exponencial:

N = N₀ e^−λt ou R = λ N = R₀ e^−λt

em que a vida média é τ = ; e a meia-vida é = 0,693 τ.

Considere um pedaço de folha de prata radioativa, que segue a lei de decaimento exponencial, cuja meia-vida é = 2,5 minutos, e que, ao ser colocado próximo de um contador Geiger, observou-se, no tempo zero, 12.000 contagens/s. Tendo em vista essas informações, qual é a taxa de contagem no instante 𝑡 = 7,5 minutos?

Ao propor seu modelo para o átomo de hidrogênio, Niels Bohr considerou que o elétron girava ao redor do próton, ambos com carga elétrica de módulo igual a q, obedecendo à lei de Coulomb, em algumas órbitas estáveis. Nesse modelo, sendo k= 4π∈1​ , em que ∈ é a permissividade elétrica do vácuo, e m a massa do elétron, a velocidade escalar v do elétron, em uma órbita estável de raio igual a r, é dada por

Considere as formas de radiação apresentadas no quadro a seguir. 



As radiações com maior poder de penetração são:

Seja o isótopo do fermium Fm , cuja massa é 257,10 u. Qual é, aproximadamente, a sua energia de ligação, em GeV?

Dado
u.c² = 931,5 MeV
massa do H = 1,008 u
massa do nêutron = 1,007 u

Qual é a atividade aproximada, em unidades de Ci, de 1,37μg de Cs , cuja meia-vida é 30 anos?
Dado
ln 2 = 0,69;
1 Ci = 1,2 x 10¹⁸ decaimentos/ano. 

Dentre os materiais boro, água e grafite, é(são) usado(s) como moderador(es) em reatores nucleares APENAS