Observe a imagem a seguir:

   

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:

Sobre o espectro de raios X, é CORRETO afirmar que:

Em relação às características físicas do ânodo do tubo de raios X, qual propriedade física é diretamente proporcional à eficiência na produção de raios X?

Um físico está estudando a emissão de elétrons por uma placa de sódio quando iluminada por luz monocromática. Ele percebe que, ao usar luz vermelha, nada acontece, mas, ao mudar para luz violeta, elétrons começam a ser emitidos.
A frequência mínima da luz, em hertz, necessária para que elétrons sejam emitidos do sódio com base no efeito fotoelétrico é, aproximadamente, de
Dados: Função trabalho do sódio φ = 2,3 eV; constante de Planck h = 6,6  ·  10 ^{–     34}J.s; 1 eV = 1,6 · 10^–19J

Observe a figura a seguir, que mostra um aparelho emissor de radiação laser utilizado em sessões de fisioterapia e indica o comprimento de onda da radiação por ele emitida:

Laser de infravermelho emite radiação

a uma onda de 800 nm.

(Disponível em: https://www.medsystemhospitalar.com.br/produtos-

-medicos/utilidades/caneta-laser-830-nm-30-watts-carci. Adaptado)

A energia, em elétrons-volt, dos fótons emitidos por esse aparelho é de, aproximadamente,

Dados: Considere a velocidade da luz no ar c = 3,0  ·  10⁸   m/s; a constante de Planck h = 6,6  ·  10^–34J.s e 1eV = 1,6·10^–19J

Muitos pesquisadores apresentaram um modelo do átomo que representava suas propriedades. Um desses pesquisadores foi Rutherford. Ele estudou a radioatividade e contribuiu para elaboração do modelo nuclear do átomo. Uma outra contribuição de Rutherford foi a denominação das partículas emitidas durante os processos radioativos, sendo uma delas a partícula alfa (α), mostrada na reação nuclear exemplificada a seguir:

₉₂U²³⁸ ➜ ₉₀Th²³⁴ + ₂α⁴

Na reação nuclear apresentada houve a transformação de um elemento químico em outro, e também

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:

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 (S_rad) e as perdas de energia por ionização (S_ion), no intervalo de energias dos raios X diagnósticos (20 a 150 kV), é aproximadamente expressa por


As potências m e n que descrevem, correta e respectivamente, a relação   são:

A figura a seguir apresenta um feixe de elétrons com diferentes energias cinéticas (E_I , E_II, E_III, e E_IV) atingindo um alvo fino de tungstênio. 



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

As curvas apresentadas em torno do alvo representam 

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 

Considere que um elétron com energia cinética E se aproxima de uma barreira com potencial positivo U_b. Pela física clássica, se E < U_b, 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.



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

Este fenômeno previsto pela física quântica é chamado de efeito

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

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.

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

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?

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 

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

Em um decaimento β⁺ um núcleo pai  decai para um núcleo filho  , e a energia de desintegração (Q) pode ser descrita em termos das massas atômicas dos núcleos pai (M_P[A, Z_P]) e filho (M_F[A, Z_F]) e da massa de repouso dos elétrons (m_o).

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⁺.

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.



(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).

Em geradores de tecnécio, largamente utilizados em departamentos de medicina nuclear, ocorre a seguinte série de decaimentos  , com tempos de meia-vida t_Mo99 e t_Tc99m A relação entre os tempos de meia-vida dos decaimentos permite que o gerador possa ser transportado para locais distantes e que o    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%