Questões de Concurso Sobre física moderna em física

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Q3525162 Física
Desde 1926 as partículas eram divididas em duas classes, de acordo com seu momento angular (spin). As partículas com spin semi-inteiro (1/2, 3/2, 5/2) são férmions e com spin inteiro (0, 1, 2) são bósons.
A partir de 1950, com o aumento considerável do número de partículas conhecidas, tornou-se necessário ampliar a classificação e passou-se a considerar também o efeito da força nuclear forte sobre elas. Partículas que respondem à força nuclear forte são denominadas de hádrons e as que não respondem são denominadas léptons.
De acordo com seu spin e a resposta à força nuclear forte, 
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Q3525161 Física
Elétrons que se deslocam com velocidade correspondente a 2% da velocidade da luz possuem um comprimento de onda de de Broglie da ordem de 10-10 m, enquanto projéteis disparados por uma arma de fogo têm comprimento de onda de de Broglie da ordem de 10-34 m. O comprimento de onda associado a esses elétrons pode ser determinado quando eles atravessam a região interatômica de sólidos cristalinos e sofrem difração. Por outro lado, o comprimento de onda associado aos projéteis é muito pequeno e não há possibilidade de medi-los com os instrumentos hoje disponíveis.
Considere que, ao ler esse texto, um aluno concluiu que a dualidade onda-partícula proposta por de Broglie é válida para partículas subatômicas, como os elétrons, mas não é válida para corpos macroscópicos, como um projétil de uma arma de fogo.
Essa conclusão é 
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Q3525160 Física
O diagrama mostra os níveis de energia permitidos no modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, em elétron-volts (eV), e duas possíveis transições, X e Y, executadas pelo elétron nesse átomo. 
43.png (232×203)
Na transição 
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Q3525151 Física
Exames de tomografia computadorizada são exames não invasivos que produzem imagens de alta qualidade das estruturas internas do corpo e permitem o diagnóstico, por exemplo, de edemas cerebrais e de pequenos nódulos que futuramente podem se tornar tumores malignos.
Evita-se que gestantes realizem esse tipo de exame porque as ondas nele utilizadas e seus efeitos nos átomos dos tecidos do corpo são, respectivamente,
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Q3524236 Física

A energia mínima de um fóton que, ao interagir com um material, cria um par elétron-positron, em Joules, é

(Considere a massa do elétron igual a 0,511 MeV/c2 e 1 eV igual a 1,6 · 10–19 J.) 

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Q3524235 Física
A energia de um corpo de massa mo , medida em um referencial inercial em repouso, é de 4,5 · 1015 J. De acordo com a interpretação de Einstein, a massa m desse corpo, ao se movimentar com velocidade 0,6 c (c = velocidade da luz no vácuo) relativamente ao referencial inercial será, em 10–2 kg, de
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Q3524234 Física
Em um futuro breve, astronautas poderão viajar em naves a velocidades muito altas, da ordem de décimos da velocidade da luz (c), no vácuo. Pode-se imaginar que, daqui da Terra, tenha sido medido o deslocamento, de 7,6 · 1015 m, efetuado por uma nave em um ano, tempo este medido aqui na Terra, também.
Para o astronauta dessa nave, que viajava a velocidade de 0,8 c, seu deslocamento deve ter sido, em 1015 m de, aproximadamente,
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Q3524233 Física
O tempo próprio de vida média do múon, uma partícula fundamental, formado em uma colisão nas altas camadas da atmosfera, é de 2,2 µs, e sua velocidade é 0,99 c. Entender a detecção do múon na Terra é possível a partir da teoria da Relatividade. Para um observador em repouso na Terra, o tempo do múon se dilata e pode ser calculado pela equação        Imagem associada para resolução da questão      onde t0 é o tempo medido no sistema de referencial do múon e c é igual a 3 · 108 m/s.
Desse modo, a distância percorrida pelo múon no referencial da Terra é, aproximadamente,
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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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Respostas
441: A
442: D
443: B
444: C
445: D
446: C
447: A
448: D
449: A
450: E
451: D
452: C
453: A
454: B
455: B
456: D
457: E
458: D
459: D
460: E