Questões de Concurso Sobre física moderna em física

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Q4133027 Física
Em 1924, o físico francês Louis de Broglie propôs que um elétron de momento p poderia se comportar como ondas

Considere: h a constante de Planck e ħ = h/2π
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Q4133026 Física
Duas das hipóteses que foram adotadas por Schroedinger ao deduzir sua equação de onda da Mecânica Quântica foram que ela deve ser consistente com

Considere: x a posição, t o tempo, m a massa da partícula, p o momento e V o potencial ao qual a partícula está submetida.
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Q4133025 Física
Experimentos como difração de raios X podem ser explicados com base na natureza ondulatória da radiação, mas outros, como o efeito Compton, somente com um modelo corpuscular. Quando a radiação é detectada por alguma interação, age como partícula, quando se move, age como onda. Este comportamento da natureza da radiação foi resumido por Niels Bohr em seu princípio da
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Q4133024 Física
A energia de ligação é uma medida da estabilidade nuclear para núcleos de número atômico Z e de nêutrons N. Qual é o modelo nuclear que utiliza a teoria clássica e que descreve corretamente o comportamento médio dos núcleos com relação à energia de ligação, mas apresenta desvios significativos na predição em certos valores de Z e/ou N, chamados números mágicos?
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Q4133023 Física
O número N0 de átomos de uma amostra de 131I, usada para fins diagnósticos, é 1,6 × 1014. O tempo de meia­-vida do radioisótopo é de 8 dias. Qual será a atividade da amostra após 32 dias?
Dados: ln 2 ≅ 0,7 e 1 dia = 86.400 s 
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Q4133022 Física
Um processo amplamente utilizado para a produção de radioisótopos é a fissão nuclear do urânio (235U). Neste processo, quando um núcleo de 235U absorve um nêutron, o núcleo resultante (236U) encontra-se em um estado de energia excitado extremamente instável que geralmente fissiona prontamente em dois núcleos menores chamados fragmentos de fissão. Os fragmentos da fissão nuclear
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Q4133021 Física
Em um decaimento β+ um núcleo pai Imagem associada para resolução da questão decai para um núcleo filho Imagem associada para resolução da questão , e a energia de desintegração (Q) pode ser descrita em termos das massas atômicas dos núcleos pai (MP[A, ZP]) e filho (MF[A, ZF]) e da massa de repouso dos elétrons (mo).

Assinale a alternativa que descreve, corretamente e respectivamente, a condição do valor de Q necessária para que a desintegração possa ocorrer e o seu respectivo valor para o decaimento β+.
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Q4133020 Física
A figura a seguir apresenta os espectros de energia cinética das partículas emitidas por radionuclídeos em dois diferentes tipos de decaimentos radioativos. O valor máximo de energia cinética corresponde à energia de desintegração Q.

Imagem associada para resolução da questão

(Emico Okuno e Elisabeth M. Yoshimura. Física das Radiações. Adaptado)

Assinale a alternativa que corresponde, correta e respectivamente, aos tipos de partículas emitidas nos decaimentos (I) e (II).
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Q4133019 Física
Em geradores de tecnécio, largamente utilizados em departamentos de medicina nuclear, ocorre a seguinte série de decaimentos Imagem associada para resolução da questão , com tempos de meia-vida tMo99 e tTc99m A relação entre os tempos de meia-vida dos decaimentos permite que o gerador possa ser transportado para locais distantes e que o  Imagem associada para resolução da questão  possa ser utilizado em Medicina Nuclear.

Quais são, respectivamente, os tipos do (I) primeiro e do (II) segundo decaimentos e (III) a relação entre os tempos de meia-vida para os dois decaimentos?
Obs: Desconsidere mecanismos de decaimento com probabilidades inferiores a 1,5%
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Q4133018 Física
Devido ao fato de as forças nucleares agirem simetricamente entre nêutrons e prótons, existe uma tendência de existirem núcleos estáveis de baixo número atômico (Z) e número de nêutrons (N) que possuam
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Q4133016 Física
Quais são, aproximada e respectivamente, as energias mínimas de um fóton incidente em um meio homogêneo para a ocorrência dos processos de interação: (I) efeito fotoelétrico, (II) produção de par elétron-pósitron e (III) produção de tripletos?
Dados: EK = energia de ligação do elétron orbital que é ejetado na interação e m0c2 = energia de repouso do elétron
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Q4133015 Física
No efeito fotoelétrico, um elétron orbital é ejetado como resultado da absorção do fóton incidente, resultando em um átomo excitado. Os processos mais prováveis para ocorrer a desexitação atômica para átomos de baixo e alto número atômico são, respectivamente, a emissão de 
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Q4133013 Física
A figura a seguir apresenta a dependência da seção de choque mássica para o efeito fotoelétrico (τ) para o tungstênio (Z = 74) em função da energia dos fótons incidentes: 

Imagem associada para resolução da questão

(XCOM. Disponível em: https://physics.nist.gov/cgi-bin/Xcom/)

As descontinuidades (I, II e III), observadas na seção de choque, ocorrem para valores de energia bem definidos, correspondentes às energias
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Q4133012 Física
A figura a seguir apresenta os valores das razões entre a energia do fóton espalhado por efeito Compton e a do fóton incidente (escala da esquerda) e os valores da fração da energia que é transferida como energia cinética do elétron de recuo (escala da direita), ambas em função do ângulo de espalhamento do fóton. São apresentados resultados para diferentes valores de energia do fóton incidente, E, quantificada por α = E/m0 c2  , em que m0 c2 é a energia de repouso do elétron.

Imagem associada para resolução da questão

(Emico Okuno e Elisabeth M. Yoshimura. Física das Radiações)

Observando a figura apresentada, é correto afirmar que
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Q4133011 Física
Um fóton com energia 8 MeV interage com o campo coulombiano do núcleo de um átomo do meio. Qual é, aproximadamente, a energia cinética média das partículas secundárias produzidas?
Considere: m0 c2 = 0,511 MeV, em que m0 é a massa do elétron e c é a velocidade da luz.
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Q4133010 Física
Ao penetrar em um meio, os fótons interagem por diferentes processos com os átomos desse meio. Assinale a alternativa que apresenta processos em que a interação de um fóton ocorre com o átomo como um todo.
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Q4133009 Física
A respeito da equação de Klein-Nishina para a seção de choque diferencial do efeito Compton, é correto afirmar que
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Q4113347 Física
Em um experimento, colocou-se uma amostra de uma substância radioativa dentro de uma caixa de chumbo. Em um primeiro momento, observou-se a trajetória da radiação emitida pela substância na ausência de interações externas, obtendo-se apenas trajetórias retilíneas, conforme ilustra a figura (a) a seguir:
Em seguida, introduziu-se na saída da caixa de chumbo uma câmara na qual havia um campo magnético uniforme dirigido para dentro da imagem (na perspectiva da figura a seguir). Nessa nova configuração, observa-se que diferentes partículas descrevem as trajetórias I, II e III, conforme ilustra a figura (b) a seguir: 
Com base nessas informações, é correto afirmar que as trajetórias I, II e III foram traçadas, respectivamente, pelas seguintes radiações:
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Q4113335 Física
Em um futuro distante, dois amigos querem testar uma das consequências mais exóticas da teoria da relatividade especial: a dilatação do tempo. Para tanto, eles dispõem de uma nave espacial capaz de viajar a uma velocidade igual a 80% da velocidade da luz no vácuo e de relógios atômicos altamente precisos. Eles, então, fixam diversos desses relógios na trajetória que a nave percorrerá, sincronizando-os, de modo que o viajante da nave possa ver a hora marcada por algum deles sempre que olhar para fora, em qualquer posição que estiver. A seguir, o viajante sincroniza o seu relógio com um daqueles dispostos ao longo caminho, entra na nave e viaja até que o seu relógio marque o tempo de 1,00 minuto transcorrido desde a sua partida (despreze os efeitos da aceleração da nave). Nesse mesmo instante, ele olha para fora e mede o tempo transcorrido para o observador que ficou fora da nave, por meio de um dos relógios previamente fixados. Com base nessas informações, é correto afirmar que o tempo transcorrido para quem ficou fora da nave, após ter se passado 1 minuto para o viajante, foi de 
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Q4113330 Física
O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por um condutor quando radiação eletromagnética de certas frequências nele incide. Ele foi descoberto no final do século XIX pelo físico Heinrich Hertz, na ocasião em que testava experimentalmente uma das hipóteses da teoria eletromagnética de James C. Maxwell: a existência de ondas eletromagnéticas. A respeito do efeito fotoelétrico, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta as corretas.
I. Ele ocorre em quaisquer frequências, independentemente do tipo de condutor.
II. A energia dos elétrons emitidos é proporcional à frequência da radiação incidente do condutor.
III. Radiação infravermelha produz mais facilmente a emissão de elétrons do que a ultravioleta.
IV. A explicação desse fenômeno perpassa por considerar a luz como composta de pequenas partículas com energia bem definida, proporcional à sua frequência.
V. Se conectado a um circuito, como no caso dos tubos de Crookes, verifica-se que a corrente elétrica gerada é proporcional à intensidade da luz incidente no cátodo, mas a energia dos elétrons ejetados não.
Alternativas
Respostas
201: D
202: A
203: C
204: B
205: C
206: C
207: D
208: D
209: E
210: E
211: C
212: B
213: E
214: D
215: C
216: A
217: B
218: B
219: D
220: B