Questões de Concurso Sobre física atômica e nuclear em física

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Q4354594 Física
Sabe-se que uma condição para que ocorra o decaimento nuclear com emissão de partículas alfa é que a massa nuclear do núcleo pai deve ser superior à soma das massas nucleares do núcleo filho e da partícula alfa. Além dessa condição, para que o decaimento ocorra, é necessário 
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Q4354591 Física
Observe a figura a seguir, que apresenta, em I, a criação de um buraco na camada K de um átomo ocorrida após uma dada interação (efeito fotoelétrico ou captura eletrônica):

Q14.png (327×151)
(Emico Okuno e Elisabeth Yoshimura. Física das Radiações. Adaptado)

Os processos de desexcitação atômica apresentados em II e III competem entre si e correspondem, respectivamente, às emissões
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Q4354588 Física
Existem diferentes mecanismos de interação de partículas carregadas com a matéria, três dos quais são descritos a seguir:

(i)  a partícula interage com todo o átomo ou com os elétrons de camadas eletrônicas externas, resultando em excitação atômica e, raramente, ionização. É a interação mais frequente para partículas pesadas. Uma pequena fração de energia perdida pode ocorrer por emissão de radiação de Cherenkov;
 (ii)  é uma colisão frontal na qual pode ocorrer grande perda de energia pela partícula e ionização do átomo. Raios delta podem ser produzidos neste tipo de colisão;
(iii)  a partícula primária perde uma parcela muito grande da sua energia (até toda ela), na forma de um fóton de raios X, no processo conhecido como Bremsstrahlung. Nas energias usuais de partículas carregadas, só é observado com elétrons ou pósitrons.
(Emico Okuno e Elisabeth Yoshimura. Física das Radiações. Adaptado)

Esses mecanismos de interação correspondem, respectivamente, a
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Q4348551 Física
A tabela abaixo apresenta a energia dos primeiros níveis do átomo de hidrogênio, segundo o modelo de Bohr.

Imagem associada para resolução da questão

Um elétron desse átomo realiza uma transição do nível n = 2 para o nível n = 4, absorvendo um fóton. Comparando essa transição com a transição de n = 1 para n = 2, é correto afirmar que o fóton absorvido na transição de n = 2 para n = 4 possui  
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Q4347545 Física
Considerando que a energia potencial de um sistema é nula (U = 0) quando o elétron está infinitamente afastado do próton, a energia total do estado fundamental do átomo de hidrogênio é de -13,6 eV. O sinal negativo dessa energia indica que 
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Q4340580 Física
Analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.

I.A energia liberada nos reatores das usinas nucleares provém da fissão de núcleos atômicos pesados, como os de urânio.

PORQUE

II.O urânio é um elemento químico naturalmente radioativo encontrado em minerais da crosta terrestre.

A respeito dessas asserções, assinale a alternativa CORRETA:
Alternativas
Q4340555 Física
A compreensão da estrutura da matéria evoluiu por meio de sucessivos modelos atômicos, cada um associado a uma concepção distinta de átomo, apresentados a seguir:

(1)Quase toda a massa está concentrada em uma região central positiva e muito pequena, em torno da qual os elétrons se movimentam em uma vasta região praticamente vazia.
(2)A matéria é constituída por esferas maciças, homogêneas e indivisíveis, iguais para um mesmo elemento, que se combinam em proporções fixas.
(3)Os elétrons ocupam órbitas circulares de energia bem definida ao redor do centro, e a passagem de um elétron de uma órbita para outra envolve absorção ou emissão de quantidade determinada de energia.
(4)Uma esfera de carga positiva distribuída de modo uniforme abriga elétrons incrustados, garantindo a neutralidade do conjunto.

Considerando a evolução histórica desses modelos atômicos, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA, do modelo mais antigo para o mais recente:
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Q4340545 Física
No modelo atômico atualmente aceito, a maior parte da massa de um átomo concentra-se no _______, região central que reúne prótons e nêutrons, enquanto os _______ ocupam a eletrosfera e respondem pelas ligações químicas. A identidade de um elemento é estabelecida pelo seu número _______, que corresponde à quantidade de prótons. Assinale a alternativa que preenche CORRETAMENTE as lacunas, na ordem em que aparecem:
Alternativas
Q4340522 Física
As emissões provenientes de núcleos instáveis apresentam diferenças quanto à natureza, à carga elétrica e ao poder de penetração na matéria. Associe cada tipo de emissão da Coluna I à sua caracterização na Coluna II:

Coluna I
1.Radiação alfa.
2.Radiação beta.
3.Radiação gama.
4.Nêutron.

Coluna II

(__)Onda eletromagnética de altíssima frequência, desprovida de carga elétrica e de elevado poder de penetração, atenuada por espessas barreiras de chumbo.
(__)Constituída por núcleos de hélio, possui carga positiva e reduzido poder de penetração, sendo barrada por uma folha de papel.
(__)Partícula sem carga elétrica oriunda do núcleo, cuja emissão altera o número de massa do átomo sem modificar o seu número atômico.
(__)Formada por elétrons de alta velocidade lançados pelo núcleo, apresenta carga negativa e poder de penetração intermediário, contida por lâminas de alumínio.

Assinale a alternativa que apresenta a associação CORRETA, de cima para baixo:
Alternativas
Q4318385 Física
Por volta de 1900, com os avanços nas pesquisas na área da radioatividade, doistipos de radiação foram identificados: a alfa (α) e a beta (β). Mais tarde, o cientista Paul Villarddescobriu a radiação gama (ϒ ). Sobre essas radiações, assinale a alternativa correta.
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Q4318384 Física
A geração de energia por fissão nuclear requer a quebra de um núcleo atômico, geralmente o urânio-235, em núcleos menores. Nos reatores nucleares, a fissão ocorre de maneira controlada com a quebra do núcleo de urânio-235 sendo feita por:
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Q4316117 Física
Em um tubo de raios X com alvo de tungstênio (Z=74) operando a 100 kVp, aproximadamente 99% da energia cinética dos elétrons incidentes é convertida em calor. A eficiência de produção de raios X aumenta proporcionalmente com:
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Q4311300 Física
O contador Geiger–Müller opera em uma região da curva característica, na qual 
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Q4311297 Física

A figura apresenta a taxa de contagem registrada para uma amostra de Rn220 em função do tempo. 



Imagem associada para resolução da questão



Admitindo que a taxa de contagem seja proporcional à atividade da amostra, a meia-vida física desse radionuclídeo, aproximadamente, em segundos, é igual a  

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Q4311296 Física
A existência de radioisótopos de um mesmo elemento químico é consequência de diferenças na composição de seus núcleos. Assim, os átomos desse elemento podem apresentar 
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Q4311295 Física
A figura apresenta, de forma esquemática, os possíveis caminhos de decaimento de um nuclídeo pai (N, Z) no Mapa de Nuclídeos. 


Imagem associada para resolução da questão


O nuclídeo inicial, representado por um círculo preto preenchido, ocupa a posição central do diagrama, enquanto os possíveis nuclídeos filhos, resultantes dos diferentes modos de decaimento radioativo, são indicados por círculos brancos.
Associe os processos de decaimento listados a seguir, às letras mostradas no mapa (A, B, C, D e E). 
 I – Emissão de nêutron II – Decaimento alfa III – Decaimento β- IV- Decaimento β+ V – Emissão de próton 

Assinale a opção que indica a relação correta, na ordem apresentada. 
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Q4311293 Física
A figura apresenta, de forma esquemática, o esquema de decaimento radioativo do radionuclídeo Cs 13755 

No diagrama, a sigla CI representa o processo de conversão interna. 




A emissão gama e a conversão interna são dois mecanismos concorrentes de desexcitação nuclear. Ambos ocorrem quando um núcleo está em um estado excitado e deseja atingir um estado de menor energia, mas o fazem de maneiras diferentes.
Considerando o núcleo após a ocorrência de um desses processos, em relação ao número atômico (Z), ao número de massa (A) e ao número de nêutrons (n), assinale a afirmativa correta.  
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Q4311284 Física
No decaimento alfa, um núcleo atômico emite espontaneamente uma partícula alfa. Embora a energia dessa partícula seja inferior à altura da barreira de potencial coulombiana que a confina no interior do núcleo, a emissão ainda pode ocorrer.
Assinale a opção que apresenta o fenômeno que explica esse processo. 
Alternativas
Q4311282 Física
Considere um feixe de fótons paralelo e monoenergético formado por um grande número N0 de partículas eletricamente neutras, incidindo perpendicularmente sobre uma fatia de material de espessura t, como mostrado na figura. 






Para esse caso idealizado, considere que cada partícula, ao interagir, é totalmente absorvida em uma única interação, não gerando radiação secundária ou que ela atravesse integralmente a placa de material, mantendo inalteradas sua energia e sua direção de propagação.

N é o número de partículas que atravessam o material sem interagir e dt é a espessura infinitesimal.

Considere que 1/e=0,368. 
Considere um feixe monoenergético submetido à atenuação exponencial. Após atravessar uma espessura correspondente a dois livres caminhos médios, a redução aproximada da intensidade do feixe, em relação ao seu valor inicial, em %, é de  
Alternativas
Q4311281 Física
Considere um feixe de fótons paralelo e monoenergético formado por um grande número N0 de partículas eletricamente neutras, incidindo perpendicularmente sobre uma fatia de material de espessura t, como mostrado na figura. 






Para esse caso idealizado, considere que cada partícula, ao interagir, é totalmente absorvida em uma única interação, não gerando radiação secundária ou que ela atravesse integralmente a placa de material, mantendo inalteradas sua energia e sua direção de propagação.

N é o número de partículas que atravessam o material sem interagir e dt é a espessura infinitesimal.

Considere que 1/e=0,368. 
Considerando que μ é o coeficiente de atenuação linear, assinale a opção que indica como a lei de atenuação exponencial pode ser escrita. 
Alternativas
Respostas
21: D
22: D
23: A
24: B
25: D
26: A
27: C
28: E
29: B
30: A
31: C
32: B
33: B
34: E
35: D
36: D
37: A
38: D
39: D
40: E