Questões de Concurso
Sobre física atômica e nuclear em física
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Considere que um átomo seja constituído por Z prótons,
N nêutrons e um único elétron. No modelo de Bohr para esse
átomo, o elétron é considerado uma partícula que gira em torno do
núcleo, descrevendo uma órbita circular, com energia mecânica
dada pela relação:
em que n é o número quântico que
indica o nível de energia do elétron e
é a energia do
estado fundamental. Considere o valor da constante de Planck igual
a h = 4.14 × 10-15 eV
s.
Considere que um átomo seja constituído por Z prótons,
N nêutrons e um único elétron. No modelo de Bohr para esse
átomo, o elétron é considerado uma partícula que gira em torno do
núcleo, descrevendo uma órbita circular, com energia mecânica
dada pela relação:
em que n é o número quântico que
indica o nível de energia do elétron e
é a energia do
estado fundamental. Considere o valor da constante de Planck igual
a h = 4.14 × 10-15 eV
s.
Considerando os íons
no estado fundamental, é
correto afirmar que a razão entre a velocidade do elétron do lítio e
a velocidade do elétron do hélio é igual a
Na fissão nuclear, a absorção de um nêutron pelo núcleo de um átomo pesado, como, por exemplo, o U-235, é acompanhada pela separação desse núcleo em duas ou mais partes.
Quando dois núcleos leves sofrem fusão, a massa do núcleo resultante é maior que a massa dos núcleos individuais antes da fusão.
Na fusão nuclear, os núcleos leves se combinam para formar núcleos mais pesados, o que acarreta a diminuição da energia de ligação do sistema.
O valor da carga elétrica existente no núcleo determina o diâmetro das órbitas eletrônicas.
A frequência f da radiação emitida pelos elétrons, ao saltarem de um estado de energia mais alto para um estado de energia mais baixo, pode ser obtida pela equação E = hf, em que E é a diferença na energia do átomo quando os elétrons estão em órbitas diferentes e h é a constante de Planck.
Os elétrons podem ocupar apenas certas órbitas especiais, nas quais há emissão de radiação eletromagnética pelos elétrons acelerados.
A maior parte das partículas alfa atravessava a película de ouro em trajetórias retilíneas, enquanto apenas uma pequena fração sofria pequenas deflexões.
Na experiência realizada por Rutherford, foi observado que a maioria das partículas alfa carregadas positivamente atravessava a película de ouro como se esta não existisse.
Idealizado a partir de sua experiência, Rutherford propôs um modelo atômico, no qual se considerava a força coulombiana para explicar a interação entre as partículas alfa e o núcleo atômico.

O efeito fotoelétrico consiste, basicamente, na emissão de elétrons induzida pela ação da luz. Na montagem experimental, esquematizada na figura acima, é mostrada placa metálica em que a luz incidente arranca elétrons que vão para o coletor gerando uma corrente que é detectada pelo amperímetro A. O gráfico à direita representa o típico comportamento da corrente versus a voltagem para dois valores de intensidade de luz incidente na fotocélula. Com base nessas informações e considerando que a carga do elétron seja igual a 1,6×10-19 C, a velocidade da luz c, igual a 1×108 m/s e a constante de Planck h, igual a 6,63×10-34 J.s, julgue os itens subsecutivos.
A função trabalho independe do tipo de material que compõe a placa.

O efeito fotoelétrico consiste, basicamente, na emissão de elétrons induzida pela ação da luz. Na montagem experimental, esquematizada na figura acima, é mostrada placa metálica em que a luz incidente arranca elétrons que vão para o coletor gerando uma corrente que é detectada pelo amperímetro A. O gráfico à direita representa o típico comportamento da corrente versus a voltagem para dois valores de intensidade de luz incidente na fotocélula. Com base nessas informações e considerando que a carga do elétron seja igual a 1,6×10-19 C, a velocidade da luz c, igual a 1×108 m/s e a constante de Planck h, igual a 6,63×10-34 J.s, julgue os itens subsecutivos.
Do ponto de vista da mecânica clássica, deveria existir um
para cada intensidade, em relação à luz monocromática. No gráfico acima, quanto maior for a intensidade da luz, mais energia deverá ser transformada em energia cinética do elétron. 
As figuras acima correspondem, respectivamente, a uma foto e a um esquema de um arranjo experimental que utiliza as bobinas de Helmholtz para produzir um campo magnético homogêneo B no centro de uma ampola contendo um gás nobre rarefeito. Dentro dessa ampola, um filamento aquecido A produz elétrons que são acelerados por uma diferença de potencial e. Sob a ação do campo magnético B, os elétrons descrevem uma trajetória circular de diâmetro igual a s, conforme ilustrado na figura. Com base nessas informações, julgue os itens seguintes.
A velocidade
do elétron pode ser estimada mediante a expressão
, em que e é a carga do elétron e m é sua massa. Dado: Constante de Planck = 6,625 x 10-34 J.s
Com base no enunciado a freqüência calculada da luz verde é de
I. As Radiações com menor frequência, e por isso com menor energia, são as Ondas Rádio.
II. As Radiações com maior frequência, e por isso com maior energia, são os Raios ? (Raios Gama).
III. A Luz Visível é a única que os nossos olhos são capazes de detectar.

Com base nesses dados, e não levando em conta o tratamento relativístico do elétron, é correto afirmar que a diferença de potencial que acelera os elétrons, dentro do tubo, vale, aproximadamente,
(Dados: h = 7,0· 10-34 J.s; c = 3,0· 108 m/s; e = 1,6· 10-19 C) :
( ) A principal fonte de radiações ionizantes, às quais todos os seres vivos estão sujeitos, é de origem
( ) Tripulações de aviões de grandes percursos estão muito mais sujeitas a radiações ionizantes, durante as viagens, do que as pessoas que não viajam de avião.
( ) Os síncrotrons são fontes de radiação ultravioleta e de raios X.