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Questões de Concurso Sobre física moderna em física

Questões Discursivas

Foram encontradas 1.216 questões

Ano: 2024 Banca: INEP Órgão: INEP Prova: INEP - 2024 - INEP - Física |
Q4149281 Física
Uma turma de Física do Ensino Médio está estudando a evolução histórica dos principais modelos atômicos, propostos entre o século XIX e o início do século XX. Um dos objetivos do professor é levar os alunos a entenderem como se deu o avanço do estudo sobre a estrutura da matéria. Para isso, o professor propôs aos estudantes que fizessem uma atividade de pesquisa que discutisse aplicações de um modelo atômico específico no estudo da formação de espectros de emissão e de absorção emitidos por estrelas. Os alunos deveriam apresentar o resultado da pesquisa utilizando tecnologias de informação e de comunicação que permitissem variar parâmetros em tempo real, para exibir a formação de diferentes espectros.
A fim de realizar essa atividade, atendendo aos parâmetros indicados pelo professor, é correto afirmar que o modelo atômico escolhido para a pesquisa e a tecnologia adequada para a apresentação dos resultados são, respectivamente,
Alternativas
Ano: 2024 Banca: INEP Órgão: INEP Prova: INEP - 2024 - INEP - Física |
Q4149276 Física
Em diversos momentos históricos, as inovações tecnológicas serviram de argumento para a defesa de uma prática científica voltada, essencialmente, a oferecer melhorias para a qualidade de vida das pessoas, gerando, junto aos diversos setores da sociedade, elevadas expectativas em torno das possibilidades ligadas ao desenvolvimento da Ciência. Por exemplo: na virada do século XIX para o século XX, alguns artistas franceses foram convidados a criar uma série de ilustrações com base nas principais conquistas da chamada Era Industrial, como a luz elétrica, os automóveis, o rádio e os dirigíveis. Sob o título En L’An 2000 (que significa “no ano 2000”), essa coletânea tentou prever como seria o mundo 100 anos à frente. A seguir, são exibidas quatro dessas ilustrações.

Imagem associada para resolução da questão

Disponível em: https://aventurasnahistoria.uol.com.br/noticias/reportagem/historia-fotosano-2000-imaginado-em-1900.phtml. Acesso em: 26 maio 2024 (adaptado).

Considerando a perspectiva da progressão da Ciência apresentada na imagem, um professor de Física do Ensino Médio pretende dedicar algumas de suas aulas a explorar, criticamente, a interface entre a Arte e a história da Física.
Considerando-se o objetivo desse professor, assinale a opção que apresenta uma temática que propõe um contraponto à visão de Ciência presente nas imagens e no tema abordado.
Alternativas
Q3931888 Física
A Série de Balmer representa transições de um elétron em um átomo de hidrogênio onde o nível de energia final é n = 2. Assinale a alternativa CORRETA acerca da Série de Balmer.
Alternativas
Q3931885 Física
Um elétron está confinado em uma região unidimensional, em um poço de energia potencial infinitamente profundo e com largura de 100 pm. Se o elétron emite luz ao decair do nível energia 3 ao nível de energia do estado fundamental, estime o comprimento de onda da luz emitida nessa transição em unidades de 10−9 m.
Alternativas
Q3931884 Física
Um detector de luz tem uma área de 12 x 10−6 m2 e absorve 10% da luz incidente que possui comprimento de onda de 620 nm. O detector está posicionado na frente de uma fonte isotrópica que está a 5,0 m de distância. A energia emitida pela fonte com o passar do tempo é dada na figura a seguir.
Em que taxa são fótons absorvidos pelo detector? 

Q46.png (193×154)

Alternativas
Q3931881 Física
Uma descrição da estrutura dos átomos, especialmente do hidrogênio, foi proposta (1913) pelo físico dinamarquês Niels Bohr. O modelo de Bohr do átomo, um afastamento radical das descrições clássicas anteriores, foi o primeiro a incorporar a teoria quântica e foi o antecessor de modelos totalmente quânticos. O modelo de Bohr e todos os seus sucessores descrevem as propriedades dos elétrons atômicos em termos de um conjunto de valores permitidos. Os átomos absorvem ou emitem radiação apenas quando os elétrons saltam abruptamente entre estados permitidos ou estacionários. Evidência experimental direta da existência de tais estados discretos foi obtida (1914) pelos físicos alemães James Franck e Gustav Hertz.
Fonte: https://www.britannica.com/science/Bohr-model, traduzido e adaptado. Acesso em 09 de dezembro de 2024.

De acordo com a teoria de Bohr, quantas revoluções um elétron fará no primeiro estado excitado do hidrogênio, se o tempo de vida nesse estado for de 10−8 s?
Alternativas
Q3931878 Física
Um trem de 800 m de comprimento, medido por um observador no trem, está viajando a uma velocidade de 160 km/h em uma tempestade. Dois raios atingem as extremidades do trem simultaneamente, conforme determinado por um observador no solo.

Qual é o módulo do intervalo de tempo aproximado entre os eventos, medida por um observador no trem?
Alternativas
Q3931876 Física

Em condições ideais, um próton p e um antipróton ¯p, ambos em repouso, se aniquilam de acordo com a reaçãop ¯p Imagem associada para resolução da questão γ γ. Estime os comprimentos de onda dos fótons produzidos.

Alternativas
Q3931875 Física
No decaimento β+ , um próton se transforma em um nêutron com a emissão de um pósitron e um neutrino. Um próton livre não pode decair por emissão de pósitrons devido à conservação de energia, uma vez que a energia restante do nêutron é maior que a do próton, mas, devido aos efeitos da energia de ligação, um próton dentro de um núcleo pode emitir um pósitron. O único emissor de pósitrons que ocorre naturalmente é o 40K, que também pode decair por emissão ou captura de elétrons. Se a sua equação de decaimento β+ é 4019K  Imagem associada para resolução da questão 4018Ar+ β+ Ve ,onde νe denota um neutrino, estime a energia liberada no decaimento em MeV.
Alternativas
Q3931871 Física
Luz ultravioleta de comprimento de onda 2537 Å proveniente de um arco de mercúrio incide sobre a superfície de um fotocátodo de prata. Se o comprimento de onda do limiar fotoelétrico para a prata for igual a 3250 Å, estime a menor diferença de potencial que deve ser aplicada entre o ânodo e o fotocátodo para evitar elétrons provenientes do fotocátodo.
Alternativas
Q3931869 Física
Um material, como água comum, água pesada ou grafite, é usado em um reator para desacelerar nêutrons de alta velocidade, aumentando, assim, a probabilidade de fissão. Um moderador é comumente utilizado em reatores nucleares para desacelerar nêutrons de alta velocidade para se tornarem nêutrons térmicos. Os nêutrons térmicos têm energia cinética mais baixa, o que os torna mais propensos a serem capturados por núcleos físseis como 235U, aumentando a probabilidade de fissão nuclear.
Fonte: https://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/glossary/moderator.html, traduzido e adaptado. Acesso em 5 de dezembro de 2024.

Estime o comprimento de onda de de Broglie para um nêutron térmico à temperatura de 300 K. 
Alternativas
Q3931868 Física
Uma caixa vazia de massa total M0 e com paredes internas perfeitamente refletivas está em repouso sobre uma estrutura fixa de um laboratório. Ondas estacionárias eletromagnéticas, consistindo em n fótons e cada um de frequência f0, são introduzidas ao longo de uma direção horizontal x. Indique qual será a massa de repouso do sistema quando os fótons estão presentes.
Alternativas
Q3931866 Física
Um elétron livre e sua antipartícula, o pósitron, podem interagir para produzir radiação de aniquilação produzindo dois raios gama. A energia total dos dois fótons no referencial do centro de momento é igual a 1,022 MeV referente à energia combinada de massa de repouso do par elétron-pósitron. A aniquilação de três fótons também pode ocorrer para elétrons e pósitrons livres, mas é muito menos provável. Se um elétron e um pósitron estiverem essencialmente em repouso antes da aniquilação, então dois raios gama de energia igual são produzidos. No caso mais geral, se uma ou ambas as partículas estão em velocidades relativísticas, a interação geralmente resulta em um espectro emergente de raios gama mais complexo.
Fonte: https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/annihilation-radiation, traduzido e adaptado. Acesso em 5 de dezembro de 2024.

Considerando as informações do texto, estime o comprimento de onda dos raios gama produzidos na reação de aniquilação elétron-pósitron.
Alternativas
Q3931864 Física
Um pequeno volume de solução contém um isótopo radioativo de sódio com uma atividade de 16000 desintegrações por minuto/cm3 . A solução é injetada em um paciente e, após 30 h, verificou-se que a atividade de 1,0 cm3 do sangue do paciente era igual a 0,8 desintegrações por minuto. Se a meia-vida do isótopo de sódio é considerada como aproximadamente igual a 15 h, estime o volume total de sangue no paciente em litros. 

Dados: exp(−0.7) = 0.50, exp(−2.0) = 0.14 e exp(−2.0) = 0.03.
Alternativas
Q3931863 Física
O Efeito Compton consiste no aumento no comprimento de onda dos raios X e de outras radiações eletromagnéticas energéticas que foram espalhadas elasticamente por elétrons. É a principal forma pela qual a energia radiante é absorvida pela matéria. O efeito provou ser um dos pilares da Mecânica Quântica, que é responsável por propriedades de ondas das partículas da radiação bem como da matéria.
Fonte: https://www.britannica.com/science/Compton-effect, traduzido e adaptado. Acesso em 5 de dezembro de 2025.

Um fóton de raio X de 30 keV é espalhado por um ângulo de 45° após atingir um elétron inicialmente em repouso. Obtenha a velocidade de recuo do elétron. 
Alternativas
Q3931862 Física
Um próton está confinado em uma região nuclear de diâmetro 10−15 m. Estime a energia cinética máxima do próton, de acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg.
Alternativas
Q3931861 Física
A fusão nuclear é o processo pelo qual dois núcleos atômicos leves se combinam para formar um único núcleo mais pesado, liberando grandes quantidades de energia. As reações de fusão ocorrem em um estado da matéria chamado plasma – um gás quente e carregado feito de íons positivos e elétrons em movimento livre com propriedades únicas distintas de sólidos, líquidos ou gases. O Sol, juntamente com todas as outras estrelas, é alimentado por esta reação. Para se fundirem no nosso Sol, os núcleos precisam colidir uns com os outros a temperaturas extremamente elevadas, cerca de dez milhões de graus Celsius. A alta temperatura fornece-lhes energia suficiente para superar a repulsão elétrica mútua. Uma vez que os núcleos estejam muito próximos um do outro, a força nuclear atrativa entre eles superará a repulsão elétrica e permitirá que eles se fundam. Para que isso aconteça, os núcleos devem estar confinados em um pequeno espaço para aumentar as chances de colisão. No Sol, a extrema pressão produzida pela sua imensa gravidade cria as condições para a fusão.
Fonte: https://www.iaea.org/newscenter/news/what-is-nuclear-fusion, traduzido. Acesso em 04 de dezembro de 2024

Em um reator de fusão experimental, dois núcleos de deutério 2H são acelerados em alta velocidade para colidir e fundir, formando um núcleo de hélio-3 3He e liberando um nêutron. Estime a energia liberada em uma reação de fusão entre dois núcleos de deutério, assumindo que toda a diferença de massa se converte em energia.
Alternativas
Q3910382 Física
O desenvolvimento dos modelos atômicos, ao longo da história, foi fundamental para a compreensão da estrutura da matéria e é marcado por avanços e correções. Desde as primeiras teorias filosóficas até a física quântica, cada avanço não apenas ajudou no entendimento de fenômenos naturais, mas também impulsionou inovações em diversas áreas, como a medicina e a indústria. Relacione o modelo atômico, na coluna da esquerda, com seus postulados ou hipóteses, na coluna da direita.
(I) Modelo de Bohr.
(II) Modelo de Thomson (pudim de passas).
(III) Modelo de Dalton (bola de bilhar).
(IV) Modelo de Rutherford (modelo planetário).
(V) Modelo mecânico-quântico.

(A) Todas as substâncias são formadas por partículas pequenas e indivisíveis chamadas átomos.
(B) O átomo é composto por um núcleo central positivo, pequeno e denso, e mantém os elétrons orbitando ao seu redor. 
(C) O átomo é uma esfera uniforme de carga positiva, onde estão os elétrons de carga negativa.
(D) Os elétrons movem-se ao redor do núcleo em órbitas circulares fixas chamadas de níveis ou camadas de energia.
(E) Os elétrons possuem propriedades tanto de partículas quanto de ondas, e suas posições exatas não podem ser determinadas.
Assinale a alternativa que contém a associação correta.
Alternativas
Q3745882 Física
Diferentes tipos de radiações eletromagnéticas são produzidos por vários mecanismos. Por exemplo, __________ são produzidos por reações nucleares; __________, com bombardeamento de metais com elétrons de alta energia; ___________, com excitação de cristais ou fluxos de corrente através de condutores elétrico. 
As palavras que completam CORRETAMENTE essas lacunas são: 
Alternativas
Q3601543 Física

Um profissional está realizando uma análise quantitativa por espectrometria de dispersão de energia (EDS) em um microscópio eletrônico de varredura (MEV) para uma amostra que contém os elementos Rutênio (Ru), Cobre (Cu), Vanádio (V) e Potássio (K).



Abaixo estão os valores das linhas de emissão de Raios X Kα1 para cada um desses elementos:


Rutênio (Ru): 19,279 keV


Cobre (Cu): 8,048 keV


Vanádio (V): 4,952 keV


Potássio (K): 3,312 keV



Sabendo as energias de emissão Kα1 dos elementos que são usadas para quantificação, qual das seguintes energias de aceleração do feixe de elétrons deve ser escolhida para garantir uma análise quantitativa precisa de todos esses elementos? 

Alternativas
Respostas
441: C
442: D
443: C
444: D
445: C
446: B
447: D
448: A
449: E
450: C
451: A
452: E
453: B
454: C
455: A
456: C
457: B
458: D
459: A
460: X