Questões de Concurso Sobre física moderna em física

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Q3524231 Física
A figura representa, qualitativamente, os possíveis discretos níveis de energia de um elétron de determinado átomo.

Imagem associada para resolução da questão


A respeito desse assunto, é correto afirmar que
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Q3524227 Física
A espectroscopia compreende o estudo da interação das radiações eletromagnéticas com a matéria, ao serem decompostas por um prisma ou uma rede de difração, depois de atravessar o material investigado. Trata-se de uma técnica que permite a identificação da estrutura química do material utilizado. Sua história tem início com a descoberta feita por Isaac Newton no século XVII e desenvolvida mais tarde por Fraunhoffer e Kirchhoff. As três leis de Kirchhoff para a espectroscopia sintetizam bem sua utilidade.
Segundo uma dessas leis, um espectro de emissão discreto se caracteriza por ser
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Q3510833 Física
Leia o texto a seguir:
        “Costumava-se imaginar o átomo como um minúsculo sistema planetário, no qual o núcleo faz o papel da estrela e os elétrons representam os planetas. Nessa figura – agora se sabe, ingênua – todo o dinamismo caberia aos elétrons, enquanto o núcleo seria uma ilha de tranquilidade, habitada por prótons e nêutrons imóveis como se colados uns aos outros. A realidade não poderia ser mais diferente.
        O núcleo é, na verdade, uma estrutura extremamente turbulenta, cujas partículas se movem e interagem sem cessar.”
José Tadeu Arantes, Revista Pesquisa Fapesp, 2001.
Dentre os modelos atômicos mais conhecidos, o mais antigo a apresentar descrição do átomo compatível com o texto foi o proposto por 
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Q3504322 Física
Um feixe de luz ultravioleta, com comprimento de onda de 200 nm, incide sobre uma superfície metálica com função trabalho de 4,0 eV. Simultaneamente, um feixe de raios X, com comprimento de onda de 0,10 pm, incide sobre um elétron livre. Considerando que: a Constante de Planck h = 6,626 × 10−34 J.s, a velocidade da luz c = 3,0 × 108 m/s, a relação entre eletrovolts e joule é 1eV = 1,602 × 10−19 J e a constante de Compton é 2,43 × 10−12 m. Nesse contexto, a energia cinética máxima dos fotoelétrons emitidos pela superfície metálica e o novo comprimento de onda do fóton de raios X espalhado a 90° em relação à direção incidente são respectivamente 
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Q3504316 Física
Um corpo negro ideal, inicialmente à temperatura de 700 K, tem sua temperatura aumentada para 1400 K. A razão entre a nova potência total irradiada pelo corpo negro e a potência total irradiada inicialmente é
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Q3504315 Física
Uma galáxia distante emite luz com um comprimento de onda de 600 nm. Um observador na Terra mede o comprimento de onda da luz dessa galáxia como 500 nm. Isso indica que a galáxia está
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Q3504313 Física
Um elétron, ao ser observado em um experimento, pode exibir um comportamento ondulatório ou corpuscular. A relação entre essas duas naturezas e o Princípio da Incerteza é de que,
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Q3492235 Física
As radiações fazem parte do cotidiano e estão presentes em diversas áreas, como na medicina, na geração de energia e na conservação de alimentos. Considerando os conhecimentos científicos sobre os tipos de radiação e suas aplicações no cotidiano, marque o item correto.
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Q3430198 Física
Observe a folha durante seu processo fotossintético:

Q60.png (280×289)

(https://cid-inc.com/blog/microalgae-and-artificial-photosynthesisfor-renewable-energy/ Acesso em 24.03.2025. Adaptado)

Suponha que a radiação eletromagnética incidente oscile 4 bilhões de vezes por segundo, e que a energia dessa radiação corresponda a 1,6 × 10–19 J.

Dada relação de Planck ∆E = nkf, onde sua constante vale 6,6 × 10–34 J.s, a quantidade aproximada de fótons recebidos pela folha corresponde a:
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Q3430197 Física
O efeito Compton refere-se ao espalhamento inelástico de fótons por elétrons, resultando em um aumento do comprimento de onda da radiação espalhada. Esse fenômeno foi essencial para a confirmação da natureza corpuscular da luz, pois demonstrou que 
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Q3430196 Física
Os computadores quânticos usam qubits, partículas subatômicas como fótons, em vez de bits, para realizar cálculos e simulações. Quando os computadores quânticos se tornarem um produto real, provavelmente deverão mover dados por meio de fótons que são partículas de luz.

Uma das dificuldades em criar esses computadores, de acordo com a equação de Planck, está justamente em controlar a energia dos fótons que está diretamente relacionada com
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Q3430195 Física
A força forte é uma das quatro interações fundamentais da natureza. Ela é responsável pela coesão dos hádrons, e os mantém estáveis nos núcleos atômicos. Sua atuação ocorre sobre partículas que possuem carga de cor segundo a cromodinâmica quântica.

As partículas que interagem por meio da força forte são os
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Q3430194 Física
O Modelo Padrão da Física de Partículas classifica as partículas fundamentais em duas grandes classes, férmions e bósons. Os primeiros são os constituintes da matéria, como quarks e léptons, enquanto os segundos são os mediadores das interações fundamentais.

De acordo com esse Modelo Padrão, são classificados como férmions:
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Q3430180 Física
A figura ilustra, aminoquinolina, composto químico utilizado para o tratamento da malária, inserida em uma solução de álcool viscoso através de uma pipeta: 

Q42.png (204×269)
(https://revistapesquisa.fapesp.br/fluorescencia Acesso em 21.03.2025 Adaptado)

Devido a diferença de densidade, a aminoquinolina sobe lentamente ao se misturar com o álcool e, quando iluminada com luz negra, emite luz visível. O fenômeno da fluorescência ocorre quando
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Q3430163 Física
Para uma estrela qualquer, o tempo de vida na sequência principal (tSP) pode ser calculado em termos do tempo de vida do Sol (tSolSP = 1010 anos) na mesma fase, conforme a expressão:

Q25.png (172×52)

Uma estrela, com 5 vezes a massa do Sol, possui uma estimativa para seu tempo de vida, na sequência principal, em anos de
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Q3430162 Física
A linha do tempo a seguir relaciona os principais eventos do clico de vila solar. O tempo de vida do sol é dado pela razão entre a energia que a estrela tem disponível e a taxa na qual ela gasta essa energia, ou seja, sua luminosidade:

Q24.png (589×149)
(https://tm.ibxk.com.br/2021/07/06/06161545019314.png?ims=fit-in/800x500 Acesso em 19.04.2025. Adaptado)

A parte mais longa da vida da estrela é quando ela está na sua sequência principal, gerando energia através de fusões termonucleares no núcleo da estrela, que corresponde a, aproximadamente, 10% de sua massa total.

Em estrelas como o Sol, as reações mais importantes são as que produzem a transformação de 4 núcleos de hidrogênio em um núcleo de hélio, na qual 0,7% da massa que entra na reação é transformada em energia.

A equação que descreve a transformação dessa diferença de massa em energia é: 
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Q3430161 Física
A relação entre luminosidade, temperatura e tamanho de uma estrela é dada pela lei de Stefan-Boltzmann, da qual se infere que a luminosidade da estrela é diretamente proporcional ao quadrado de seu raio e à quarta potência de sua temperatura.

Essa relação torna evidente que tanto
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Ano: 2025 Banca: FURG Órgão: FURG Prova: FURG - 2025 - FURG - Físico |
Q3426273 Física

A equação de Schrödinger, independente do tempo para uma partícula em uma dimensão, é dada por:


Imagem associada para resolução da questão


Sobre as soluções ) dessa equação, é incorreto afirmar que: 

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Ano: 2025 Banca: FURG Órgão: FURG Prova: FURG - 2025 - FURG - Físico |
Q3426272 Física

Sabemos que uma partícula de massa m em um potencial V(x) tem a seguinte função de onda: Imagem associada para resolução da questão, em que α > 0 e N é a constante de normalização. Suponha que não temos conhecimento sobre o potencial V(x), exceto que V(0) = 0. Se Imagem associada para resolução da questão  é um autoestado de energia, podemos afirmar que o autovalor de energia, E, vale:

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Ano: 2025 Banca: FURG Órgão: FURG Prova: FURG - 2025 - FURG - Físico |
Q3426267 Física

Ao resolvermos a equação de Schrödinger para uma partícula em um potencial V(x), obtém-se os estados estacionários Imagem associada para resolução da questão com energias E1 e E2, respectivamente. Considere agora que a partícula está em um estado normalizado Imagem associada para resolução da questão Se medirmos a energia dessa partícula, é correto afirmar que:

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Respostas
361: A
362: E
363: D
364: C
365: A
366: B
367: B
368: D
369: E
370: D
371: D
372: E
373: A
374: D
375: D
376: E
377: C
378: B
379: A
380: A