Questões de Concurso Sobre física moderna em física

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Q3364790 Física

A teoria de Bohr para o átomo de hidrogênio foi de fundamental importância para a física que estava sendo construída no final do século XIX. Bohr mostrou que as transferências de energia no átomo, na geração ou absorção de um fóton levando um átomo, se dão de maneira quantizada permitindo prever, com precisão, a posição das linhas do espectro do hidrogênio. Sobre esse modelo, considere as afirmações abaixo:



I- Os elétrons se movem em órbitas estacionárias irradiando energia continuamente, conforme o modelo de Rutherford. Essa previsão pode ser verificada usando a mecânica clássica e eletrodinâmica.


II- Os átomos irradiam energia quando um elétron sofre uma transição de um estado estacionário para outro e a frequência da radiação emitida está relacionada às energias das órbitas.


III- A energia dos estados estacionários é determinada com base no princípio da correspondência. Para o estado fundamental, essa energia é de -13,6 e V, também chamada de energia de ionização.



É CORRETO o que se afirma em:

Alternativas
Q3333164 Física
As interações físicas são moderadas por quatro forças fundamentais da natureza. Em uma escala atômica, pode-se comparar as intensidades dessas forças para compreender a estabilidade nuclear e as interações entre as partículas.

Assinale a alternativa que corretamente apresenta essas forças, em ordem crescente de força.
Alternativas
Q3333163 Física
As reações entre as partículas do núcleo atômico ocorrem somente com a conservação de algumas magnitudes quânticas, como, por exemplo, a carga elétrica, o número bariônico e o número leptônico. Na reação descrita a seguir, que não viola nenhuma das leis da conservação, o píon negativo, que é uma partícula instável e formada por um quark down e um antiquark Q59_1.png (44×19) interage com o próton, formando um nêutron e um píon sem carga:

Q59.png (101×25)

O píon sem carga pode ser representado, em função dos seus componentes, pelos quarks
Alternativas
Q3333162 Física
O espectro de emissão caracteriza-se pela emissão de fótons, entre níveis de energias distintos, de um átomo ou molécula, gerando um comprimento de onda específico para cada transição e a formação das chamadas linhas espectrais. No diagrama a seguir, estão representados os quatro primeiros níveis de energia de um gás, sendo que n = 1 é o estado fundamental. 

Q58.png (260×160)

Níveis de energia de um gás. Diagrama com escala.
(Arquivo pessoal; imagem usada com autorização)

As flechas representam possíveis transições entre os níveis de energia, e os algarismos que estão à esquerda de cada flecha numeram cada uma delas. Para esse diagrama, qual transição corresponde à emissão de um fóton com o maior comprimento de onda? 
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Q3333161 Física
Em 1967, o alemão Hans Albrecht Bethe ganhou o prêmio Nobel de Física pelo seu trabalho que explica como a fusão nuclear pode produzir a energia que faz as estrelas brilharem. Ele descobriu alguns processos relacionados a essa geração; um deles é o ciclo CNO (carbono – nitrogênio – oxigênio), válido para estrelas maiores e o ciclo próton – próton (p-p), para estrelas menores, como o Sol. Resumidamente, o ciclo p-p para o Sol resulta na combinação de quatro prótons com dois elétrons, formando uma partícula alfa, dois neutrinos e seis raios gama, conforme a equação a seguir: 

Q57.png (177×28)

Ao calcular a diferença de massa ∆m dessa reação, encontra-se 4,8 × 10–29 kg. Sabendo-se que c = 3 × 108 m/s, essa massa equivale a uma energia liberada que está na ordem de
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Q3333160 Física
Um núcleo radioativo X se desintegra de acordo com o gráfico a seguir, produzindo um único núcleo estável Y.


Q56.png (348×212)
(Arquivo pessoal; imagem usada com autorização)

Ao final de 100 dias, a proporção de núcleos de X restante será de
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Q3333141 Física
Segundo o Grupo de Dados Energéticos da Secretaria de Infraestrutura e Meio Ambiente do Estado de São Paulo, durante o ano de 2024, o Estado consumiu aproximadamente 150 bilhões de kWh da energia elétrica.

(https://dadosenergeticos.energia.sp.gov.br/PortalCEv2/intranet/ Eletricidade/Distribuicao/ConsumoEstadoSP.asp?Ano=2024. Adaptado)

Se conseguíssemos substituir as usinas de médio e grande porte, assim como as centenas de pequenas centrais hidrelétricas que abastecem o Estado, por uma usina de fusão nuclear em que, assim como ocorre no Sol, gera-se energia a partir da fusão de átomos de hidrogênio em hélio, a diferença de massa na reação de fusão necessária para gerar a mesma quantidade de energia consumida em 2024 seria igual a

Note e adote: 1 kWh = 3,6 × 106 J; c = 3 × 108 m/s2 ; 1 bilhão = 109
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Q3333140 Física
Hewitt (2015), em seu livro Física Conceitual, relata que, antes da teoria especial da relatividade, as pessoas pensavam que as estrelas estavam além do alcance humano. No entanto, esse pensamento mudou a partir do artigo de 1905, no qual Einstein mostra que as medições de espaço e tempo dependem do movimento.

Em um sistema de referência que se move tão rápido quanto a luz, alcançar as estrelas é plausível porque a distância 
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Q3333139 Física
Niels Bohr (1885-1962) estabeleceu que, se uma nova teoria é válida, ela explica os resultados comprovados pela antiga. Sendo assim, apesar de ser pouco prático, se aplicarmos as técnicas da mecânica quântica a sistemas macroscópicos, os resultados serão essencialmente idênticos aos obtidos com a mecânica clássica.

A regra articulada por Bohr e resumida no texto é conhecida como princípio da
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Q3326445 Física
Esta cientista foi pioneira nas áreas de física e química. Nascida em 1867, foi a primeira mulher a ganhar o Prêmio Nobel e a única a ganhar em duas áreas diferentes: Física (1903) e Química (1911). Ela foi fundamental na descoberta da radioatividade e isolou os elementos polônio e rádio. Seu trabalho revolucionou a ciência, mas também a expôs à radiação, o que contribuiu para sua morte precoce em 1934:
Alternativas
Q3325482 Física
 A radiação ionizante é a que possui a propriedade de, ao incidir em um meio qualquer, ceder ou retirar elétrons dos átomos constituintes deste meio, tornando-os eletricamente carregados. As radiações ionizantes, portanto, possuem diversas aplicações devido às suas propriedades, como a capacidade de ionizar gases, escurecer filmes peliculados, produzir cintilações em determinados materiais e transportar grandes quantidades de energia. Considerando essas características, assinale a alternativa que apresenta apenas exemplos de aplicações das radiações ionizantes. 
Alternativas
Q3315445 Física

Julgue o item a seguir, a respeito da espectroscopia de absorção de luz UV-visível. 


No contexto da espectroscopia UV-visível para moléculas, a teoria de Franck-Condon descreve a transição entre estados eletrônicos. 

Alternativas
Q3315444 Física

Julgue o item a seguir, a respeito da espectroscopia de absorção de luz UV-visível. 


Se a diferença entre os níveis de energia de um elétron for ΔE = 3,2 × 10−19 J, então a frequência v da radiação necessária para promover uma transição do nível E1 para E2 será de 4,83 × 1014 Hz. 

Alternativas
Q3315439 Física

Julgue o item a seguir, a respeito da interação da radiação com a matéria. 


A função de onda, que descreve o estado quântico de uma partícula, pode ser utilizada para descrever as probabilidades de transições entre os estados de energia de elétrons da matéria excitados devido à interação com radiação eletromagnética. 

Alternativas
Q3315198 Física

No que se refere à nanotecnologia de materiais, julgue o seguinte item. 


Em geral, semicondutores nanoestruturados tendem a apresentar maior condutividade elétrica se comparados a semicondutores em macroescala. 

Alternativas
Q3315180 Física

Com relação à nanotecnologia e, especificamente, a nanotubos, nanofios e nanofibras, julgue o item a seguir. 


O desenvolvimento do microscópio de tunelamento e do microscópio de força atômica representou um avanço importante na caracterização de nanomateriais nas últimas décadas.

Alternativas
Q3313653 Física
Julgue o próximo item, acerca das tecnologias quânticas e suas aplicações em áreas de produção agrícola.

Sensores quânticos baseados em condensados de Bose-Einstein podem ser utilizados para medir variações na gravidade local com precisão extrema, permitindo a detecção indireta de mudanças na umidade do solo e na densidade de matéria orgânica, o que contribui para análises avançadas de sustentabilidade agrícola. 
Alternativas
Q3313631 Física
Julgue o item que se segue, acerca de microcavidades ópticas, interação luz-matéria e modelos estatísticos.  

O aumento do fator de qualidade em microcavidades ópticas pode melhorar a eficiência de lasers semicondutores.  
Alternativas
Q3313628 Física
Com relação à história da fotônica e a comunicações ópticas e microcavidades ópticas, julgue o item subsequente.  

A descoberta do efeito fotoelétrico por Heinrich Hertz foi um dos primeiros indícios da dualidade onda-partícula da luz.  
Alternativas
Q3313618 Física
De acordo com os princípios da interação de sistemas físicos com a luz e a matéria e as leis que governam as mudanças de energia e a estrutura dos sistemas, julgue o item a seguir.

É possível expressar a energia de um elétron em um cristal por uma função de energia E(k) que depende do vetor de onda k, o qual está relacionado ao momento do elétron; em um semicondutor, a relação E(k) é sempre aproximada pelo modelo de poço quântico ou pelo modelo de partículas livres. 
Alternativas
Respostas
381: E
382: A
383: C
384: B
385: D
386: A
387: A
388: C
389: A
390: E
391: D
392: C
393: C
394: C
395: E
396: C
397: C
398: C
399: C
400: E