Questões de Concurso Sobre física moderna em física

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Q3852013 Física
Ao analisar a curva de comportamento dos detectores a gás, o analista de radioproteção observou as seguintes regiões do gráfico:

Q52.png (269×221)

O gráfico representa a curva característica da resposta de um detector a gás em função da tensão aplicada, apresentando as regiões de operação. Antes de olhar o gráfico, o analista havia recebido uma lista com o comportamento de cada região da curva de um estagiário:

I. Descarga contínua.
II. Região de Ionização.
III. Região Proporcional Limitada.
IV. Geiger-Müller.
V. Proporcional.

As regiões corretamente identificadas, entre aquelas indicadas pelo estagiário, na curva característica de operação dos detectores a gás são as que figuram em
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Q3852007 Física
Durante um ensaio de Gamagrafia Industrial para inspeção de solda em um oleoduto (Teste Não Destrutivo – END), um irradiador portátil utiliza uma fonte selada de 192-Irídio(192Ir) com uma atividade de 8,0 Ci. A fonte é projetada para estar próxima a 2,0 m de uma barreira temporária de concreto. A taxa de exposição medida no limite da Área Controlada, a 2,0 m da fonte, é de 4 mR/h. Sabe-se que o coeficiente de atenuação linear do concreto para fonte de 192Ir em MeV é μ = 0,15 cm⁻¹, dado: Ln(0,125) = – 2,0.

Assinale a opção que indica a espessura mínima de parede necessária para que a taxa de exposição na área vizinha não ultrapasse 0,5 mR/h.
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Q3852006 Física
Durante a avaliação da blindagem de uma sala de irradiador industrial, deseja-se verificar se a espessura da blindagem é suficiente para reduzir a exposição do operador a uma fonte selada de Cs-137, que emite fótons gama de energia média 0,5 MeV, incidindo sobre uma barreira de concreto de 10 cm de espessura. O coeficiente de atenuação linear para o concreto de 0,5 MeV é μ = 0,200 cm-1 . Como o campo de radiação é amplo e inclui radiação espalhada proveniente das paredes adjacentes, o fator de crescimento (build-up) é igual a B = 5,0 (Dado:e-2 = 0,1353).

Com base nesses dados, o percentual da intensidade total transmitida (I/I₀) levando em conta o efeito de espalhamento é 
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Q3852003 Física
No estaleiro de construção do submarino nuclear, um analista de radioproteção precisa avaliar uma situação de campo. Um técnico de radioproteção precisa permanecer em uma área de manutenção próxima a um irradiador industrial. No local onde ele realizará a atividade, o nível de radiação medido é de 120 μSv/h.

De acordo com o nível de investigação estabelecido pela CNENNN-3.01 (1 mSv/mês para indivíduos ocupacionalmente expostos), assinale a opção que determina corretamente por quanto tempo, diariamente, o técnico poderá permanecer nesse local, considerando uma jornada mensal de 20 dias úteis e a ausência de blindagens adicionais.
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Q3851996 Física
Antes de submeter o Plano de Proteção Radiológica à aprovação da CNEN pelo titular da instalação, o analista de radioproteção projetou uma barreira de concreto para proteção dos profissionais da radiação gama de 1,0 MeV de energia, emitida por uma fonte de Césio.

Sabendo que o coeficiente de atenuação linear do concreto para a energia de 1,0 MeV é μconcreto = 0,12 cm⁻¹, assinale a opção que indica a espessura da barreira de concreto (em cm) necessária para reduzir a intensidade do feixe em 1/100 do valor inicial. (Dado: In 0,01 = – 4,6)
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Q3851995 Física
Durante um teste de blindagem de materiais como chumbo e concreto, um supervisor de radioproteção analisou os diferentes efeitos das blindagens quando submetidas a um intervalo de energia de fótons do acelerador.

Assinale a opção que relaciona corretamente a energia do fóton incidente e o tipo de interação predominante da radiação eletromagnética com a matéria.
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Q3851994 Física
Durante a operação de um tubo de raios X de 87 kVp, foi possível visualizar através de medidas o espectro contínuo de bremsstrahlung e as linhas características Kα e Kβ.

Analise os itens a seguir sobre as linhas Kα e Kβ e julgue-as como verdadeiras (V) ou falsas (F):

( ) A linha Kα é gerada quando um elétron cai da camada L para a camada K.
( ) Se o potencial de aceleração dos elétrons for inferior à energia de ligação da camada K, as linhas Kα e Kβ ainda poderão ser observadas no espectro, pois resultam de transições espontâneas entre níveis excitados superficiais.
( ) A intensidade da linha Kα é normalmente maior que a da linha Kβ devido à maior probabilidade de transição eletrônica entre as camadas L e K.

A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é
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Q3851993 Física
No tocante à atividade de uma substância radioativa, analise as afirmativas a seguir:

I. A atividade é proporcional ao número de núcleos instáveis existentes na amostra, diminuindo à medida que esses núcleos se desintegram.
II. O tempo de vida média é o tempo médio que um núcleo radioativo leva para decair, ou seja, o valor médio esperado do tempo de existência de um núcleo instável antes de se transformar.
III. Uma transformação por segundo não significa a emissão de uma radiação por segundo, pois, numa transformação nuclear, podem ser emitidas várias radiações de vários tipos e várias energias.

Está correto o que se afirma em
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Q3851992 Física
Em um átomo excitado em sua eletrosfera, o excesso de energia é transferido diretamente para um elétron de uma camada mais externa, arrancando-o do átomo; esse fenômeno é caracterizado por
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Q3818691 Física

Observe a imagem a seguir:


  Imagem associada para resolução da questão 


Fonte: JORNADAS: novos caminhos: Ciências: 9º ano. Obra coletiva; editor responsável: Daniela Teves Nardi. 1. ed. São Paulo: Saraiva Educação S.A., 2022.



A imagem apresenta uma representação esquemática de um átomo, elaborada a partir de um dos modelos atômicos propostos ao longo da história da ciência. Esse modelo foi idealizado após os resultados do experimento da folha de ouro, no qual se observou que algumas partículas alfa sofriam desvios ao atravessar uma fina lâmina metálica.


Com base nesses resultados, o pesquisador propôs que o átomo possui duas regiões distintas:


um núcleo pequeno, denso e de carga positiva, onde se concentra a maior parte da massa;


uma eletrosfera, região ocupada pelos elétrons, de carga negativa.



Os desvios observados no experimento ocorreriam quando as partículas alfa passavam próximas ao núcleo ou colidiam com ele.


A imagem refere-se ao modelo atômico proposto por:

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Ano: 2025 Banca: INEP Órgão: INEP Prova: INEP - 2025 - INEP - Física |
Q4145879 Física
Texto para questão


A Ciência Aberta oferece benefícios como maior transparência, integridade acadêmica, reprodutibilidade e colaboração, mas enfrenta desafios como a proteção de dados sensíveis, custos de publicação e a necessidade de infraestrutura e capacitação profissional. No Brasil, a trajetória da Ciência Aberta ganhou força com o lançamento da SciELO em 1998, uma plataforma de periódicos científicos revisados por pares e disponíveis gratuitamente. “Ao tornar o conhecimento científico mais acessível, a ciência aberta pode ajudar a reduzir as desigualdades de acesso à informação, especialmente em países em desenvolvimento” (Bittar et al., 2024). A Ciência Aberta, portanto, representa um caminho promissor para democratizar o conhecimento, estimular a inovação e enfrentar desafios globais, desde que sejam respeitados os aspectos éticos e legais. “A transição para um modelo de ciência aberta implica em mudanças nos paradigmas tradicionais da pesquisa, desafiando valores como autonomia e reconhecimento” (Bittar et al., 2024).


Ciência Aberta: o caminho para a democratização do conhecimento e a inovação colaborativa. Disponível em: https://portal. sbpcnet.org.br. Acesso em: 25 maio 2025 (adaptado).
O CERN (Organização Europeia de Pesquisa Nuclear), do qual o Brasil é membro, é uma instituição que disponibiliza dados de experimentos em Física de Partículas para fins educacionais e de pesquisa. Uma atividade proposta para estudantes da Educação Básica, utilizando dados coletados no laboratório do CERN, avalia características físicas resultantes de colisões entre partículas. Na análise da colisão entre feixes, quais quantidades físicas são conservadas?
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Ano: 2025 Banca: INEP Órgão: INEP Prova: INEP - 2025 - INEP - Física |
Q4145852 Física
Texto para questão


O Sirius, acelerador de partículas brasileiro instalado no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), representa uma das maiores infraestruturas científicas do Hemisfério Sul. Com financiamento público e participação de pesquisadores nacionais, o projeto contribui para avanços na pesquisa em saúde, materiais e meio ambiente. O Sirius também pode inspirar propostas de ensino que aproximem os estudantes da ciência brasileira e valorizem a Física como campo de atuação profissional e cidadã.

No Sirius, as partículas são aceleradas, adquirem elevadas energias, com velocidades próximas à da luz, percorrem trajetórias circulares e sua radiação é analisada em trajetórias tangentes à circunferência, chamadas linhas de luz. Isso permite o estudo de estruturas atômico-moleculares dos materiais, além de acompanhar a evolução temporal de processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem em frações de segundo.

Em uma linha de luz é possível acompanhar também como essas características microscópicas são alteradas quando o material é submetido a diversas condições, como temperaturas elevadas, tensão mecânica, pressão, campos elétricos ou magnéticos, ambientes corrosivos, entre outras. Essa capacidade é uma das principais vantagens das fontes de luz síncroton, quando comparadas a outras técnicas experimentais de alta resolução.

Acelerador de partículas brasileiro realiza primeiras imagens do coronavírus. Disponível em: www.gov.br. Acesso em: 17 maio 2025.
Em sala de aula, uma professora propôs que os estudantes criassem uma atividade prática que representasse o movimento das partículas e a emissão de radiação no Sirius. Uma das turmas sugeriu girar, no escuro, uma lanterna presa a um barbante, filmando o rastro de luz com o celular em modo de longa exposição.

Considerando o texto e na analogia proposta, a atividade é
Alternativas
Ano: 2025 Banca: INEP Órgão: INEP Prova: INEP - 2025 - INEP - Física |
Q4145851 Física
Texto para questão


O Sirius, acelerador de partículas brasileiro instalado no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), representa uma das maiores infraestruturas científicas do Hemisfério Sul. Com financiamento público e participação de pesquisadores nacionais, o projeto contribui para avanços na pesquisa em saúde, materiais e meio ambiente. O Sirius também pode inspirar propostas de ensino que aproximem os estudantes da ciência brasileira e valorizem a Física como campo de atuação profissional e cidadã.

No Sirius, as partículas são aceleradas, adquirem elevadas energias, com velocidades próximas à da luz, percorrem trajetórias circulares e sua radiação é analisada em trajetórias tangentes à circunferência, chamadas linhas de luz. Isso permite o estudo de estruturas atômico-moleculares dos materiais, além de acompanhar a evolução temporal de processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem em frações de segundo.

Em uma linha de luz é possível acompanhar também como essas características microscópicas são alteradas quando o material é submetido a diversas condições, como temperaturas elevadas, tensão mecânica, pressão, campos elétricos ou magnéticos, ambientes corrosivos, entre outras. Essa capacidade é uma das principais vantagens das fontes de luz síncroton, quando comparadas a outras técnicas experimentais de alta resolução.

Acelerador de partículas brasileiro realiza primeiras imagens do coronavírus. Disponível em: www.gov.br. Acesso em: 17 maio 2025.
Após uma visita com estudantes ao Sirius, uma professora propõe uma atividade didática inspirada no funcionamento do acelerador, na qual discutem o movimento dos elétrons em seu interior. Os estudantes calculam o raio da trajetória dos elétrons com base na equação r = mv/qB, em que r é o raio da trajetória, m é a massa do elétron, v é módulo de sua velocidade, q é sua carga e B é a intensidade do campo magnético ao qual está submetido. O valor obtido por eles, contudo, é significativamente menor do que o raio real da trajetória dos elétrons no acelerador.

Com base nesse texto, a diferença entre o raio real e o raio calculado ocorre porque
Alternativas
Q4133045 Física
De acordo com a teoria da relatividade restrita, os efeitos observados na medição de intervalos de tempos e de comprimentos por um observador, em um referencial se movendo com velocidade constante em relação a outro em repouso, são:
Alternativas
Q4133037 Física
Os principais fatores que afetam a eficiência da produção de raios X provocada pela interação de elétrons com um material-alvo incluem o número atômico (Z) do material­ -alvo e a energia cinética (E em MeV) dos elétrons incidentes. A razão entre as perdas de energia por processos radiativos (Srad) e as perdas de energia por ionização (Sion), no intervalo de energias dos raios X diagnósticos (20 a 150 kV), é aproximadamente expressa por
Imagem associada para resolução da questão

As potências m e n que descrevem, correta e respectivamente, a relação Imagem associada para resolução da questão  são:
Alternativas
Q4133036 Física
A figura a seguir apresenta um feixe de elétrons com diferentes energias cinéticas (EI , EII, EIII, e EIV) atingindo um alvo fino de tungstênio. 

Imagem associada para resolução da questão

(Faiz M. Khan, John P. Gibbons M. Khan’s the physics of radiation therapy)

As curvas apresentadas em torno do alvo representam 
Alternativas
Q4133034 Física
A figura a seguir representa o esquema de operação de um contador Geiger-Müller. Considerando as constantes de tempo do circuito definidas como (RC)i , é correto afirmar que

Imagem associada para resolução da questão

(Glenn F. Knoll. Radiation detection and measurement
Alternativas
Q4133032 Física
Um dos tipos de interação de partículas carregadas rápidas pesadas com a matéria pode gerar a emissão de luz azul no meio. Quando isso ocorre, é correto afirmar que ocorreu colisão 
Alternativas
Q4133029 Física
A lei de deslocamento de Wien para um corpo negro, que descreve que a radiância espectral, atinge seu valor máximo em um comprimento de onda (λmax) relacionado à sua temperatura absoluta (T). Quais são, aproximadamente e respectivamente, as temperaturas de um corpo negro associadas às emissões de radiação térmica com valores de λmax no intervalo de luz visível (entre o ultravioleta (UV): 400 nm e o infravermelho (IR): 700 nm)?
Dado: constante de Wien = 3 × 10–3 m.K.
Alternativas
Q4133028 Física
Considere que um elétron com energia cinética E se aproxima de uma barreira com potencial positivo Ub. Pela física clássica, se E < Ub, o elétron não consegue ultrapassar a barreira e continuar sua trajetória na região em que x > L. Contudo, a física quântica identifica o elétron como uma onda de matéria com uma probabilidade finita de atravessar a barreira.

Imagem associada para resolução da questão

(David Halliday, Robert Resnick e Jearl Walker. Fundamentos de Física. Vol. 4)

Este fenômeno previsto pela física quântica é chamado de efeito
Alternativas
Respostas
181: B
182: D
183: A
184: B
185: A
186: C
187: B
188: E
189: C
190: B
191: C
192: B
193: D
194: D
195: D
196: E
197: D
198: C
199: A
200: E