Questões de Concurso Sobre física moderna em física

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Q4070544 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

A equação ѱ(x) ~ exp[i(6.5 Å−1)x] representa uma função de onda livre e é uma solução válida para a equação de Schrödinger. A função ѱ(x) representa um elétron experimentando uma força resultante nula ao longo de um movimento no eixo x.

Então, a energia cinética dessa partícula é aproximadamente igual a
Alternativas
Q4070543 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Estime o comprimento de onda λ das linhas de Balmer de energia mais baixa emitidas pelo prótio (hidrogênio-1) em ångströns.
Alternativas
Q4070542 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

É possível estimar a idade de formação da Lua utilizando conhecimentos acerca do decaimento radioativo. Em uma amostra de rocha lunar, a razão entre o número de átomos de 40K (radioativos) presentes para o número de átomos de 40Ar (estáveis) é de aproximadamente 10%. Suponha que todos os átomos de argônio foram produzidos pelo decaimento de átomos de potássio, com meia-vida de 1,25 x 109 anos. Considerando as informações do texto, assinale a alternativa que apresenta a melhor estimativa para a idade da rocha lunar em unidades de bilhões de anos.
Se necessário, considere ln(11) = 2,4 e ln(2) = 0,7, onde ln(x) representa o logaritmo natural do número x.
Alternativas
Q4070540 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Considere um Processo W de decaimento nuclear pelo qual um núcleo excitado captura um elétron orbital de uma das camadas internas do átomo. O elétron capturado deixa para trás uma lacuna na camada atômica orbital, e no núcleo um próton é convertido em um nêutron.

Então, esse Processo W consiste em um(a)
Alternativas
Q4070539 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Um pósitron com energia cinética K = 2mec2 participa de um evento de aniquilação com um elétron estacionário, resultando na emissão de dois fótons 1 e 2, de energias E1 e E2, com E1 = 2E2. Na expressão para K, me representa a massa do elétron e c é o módulo da velocidade da luz no vácuo.

Assinale a alternativa que apresenta o valor para E1
Alternativas
Q4070538 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Na ausência de um campo magnético externo, dois dos três elétrons de um átomo de lítio (1s2) têm números quânticos (n, ℓ, m , ms) iguais a (1, 0, 0, +1/2) e (1, 0, 0, −1/2).

Dessa maneira, quais números quânticos são possíveis para o terceiro elétron (2s1), se o átomo estiver no estado fundamental?
Alternativas
Q4070537 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Considerando o Princípio da Incerteza de Heisenberg, elétrons em torno de núcleos atômicos têm energias da ordem de centenas de MeV. De acordo com tal princípio, um elétron confinado às dimensões nucleares com incerteza na posição da ordem de Δx ∼ 10–15 m, tem uma energia cinética K da ordem de 200 MeV.

Qual seria a estimativa para Δx de um elétron, se sua energia cinética K for da ordem de 100 eV?
Alternativas
Q4070534 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Uma superfície metálica é iluminada com luz de diferentes comprimentos de onda, e os potenciais de parada V dos fotoelétrons correspondentes estão descritos na Tabela 1 a seguir.

Imagem associada para resolução da questão

Assinale a alternativa que melhor corresponde à função trabalho do material em unidades de elétrons-volt.
Alternativas
Q4070533 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Um elétron de energia total de 2,07 MeV colide com outro elétron que está em repouso no referencial do laboratório. Considere que a energia de repouso do elétron é igual a 0,51 MeV.

Quais são a energia total E e a quantidade de movimento do sistema P no referencial do laboratório?
Alternativas
Q4070532 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

 Comprimentos de onda de elétrons muito menores que os ópticos são facilmente obtidos. Esta é a base para o poder de resolução muito maior que os microscópios eletrônicos têm sobre os microscópios ópticos (comprimentos de onda ∼ 4000 Å). Em alguns de seus experimentos, Davisson e Germer usaram elétrons acelerados por uma diferença de potencial de 54 V.

Qual é o comprimento de onda de Broglie desses elétrons?
Alternativas
Q4070531 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Em 1932, James Chadwick descobriu o nêutron bombardeando berílio 94Be com partículas α para produzir nêutrons da seguinte reação nuclear: 94Be + α Imagem associada para resolução da questão 126C + n, onde 94Be e e α consistem em alvo e projétil, respectivamente. A reação produz carbono-12 e um nêutron.

Considerando que a energia de ligação de cada partícula é aproximadamente igual a E[α] = 28,3 MeV, E[94Be] = 58,2 MeV, E[126C] = 92,2 MeV e E[n] = 0,0 MeV, obtenha a energia da reação em unidades de MeV.
Alternativas
Q4070530 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

O termo decaimento β abrange 3 modos de decaimento radioativo em que o número atômico Z entre o nuclídeo pai e o nuclídeo filho muda em uma unidade (± 1), enquanto o número de massa atômica permanece constante. Assim, o número de nucleons e a carga total são ambos conservados nos processos de decaimento β e pode-se dizer que o filho é um isóbaro do pai, uma vez que as duas partículas contêm o mesmo número de nucleons.

Nesse contexto, em um decaimento onde p representa um próton, e , e+ , v e u representam um elétron, um pósitron, um neutrino e um antineutrino, respectivamente, o decaimento β pode ser representado pelo seguinte processo:
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Q4070529 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Uma partícula α colidindo com um elétron pode capturar o elétron e formar um íon de hélio ionizado He+ . A energia de recombinação é tipicamente emitida na forma de um fóton com energia de radiação que satisfaz a conservação de energia. Um elétron que se move com energia cinética K = 640 eV se recombina com uma partícula α para formar um átomo de hélio ionizado no estado fundamental.

Obtenha o valor aproximado do comprimento de onda λ do fóton monoenergético que é emitido na reação de recombinação.
Dado: ћc = 1973 e VÅ.  
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Q4070528 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Muônio, hidrogênio muônico e anti-hidrogênio são estruturas exóticas semelhantes ao hidrogênio, cujas emissões espectrais podem ser previstas com a teoria simples de Bohr de átomos de um elétron, semelhante à abordagem adotada em estudos de espectros de prótio (hidrogênio-1) e deutério. Um átomo do tipo hidrogênio muônico é um átomo no qual um múon negativo µ toma o lugar de um elétron e orbita próximo ao núcleo.

Sabendo que o hidrogênio muônico consiste em um próton p e um múon µ , com massas de repouso mp = 1836 me e mµ = 207 me , respectivamente, estime o valor da energia do primeiro estado excitado desse átomo muônico.
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Q4070527 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Uma partícula quântica é descrita pela função de onda unidimensional e independente do tempo Ѱ(x) = A exp(−η2 x2 /2), onde A e η são constantes, e x é uma posição no eixo horizontal.

Dessa maneira, podemos afirmar que o valor médio da posição x é 
Alternativas
Q4070526 Física

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como 10,0 m/s2 , densidade da água como 1,0 g/cm3 , calor específico da água como 4200 J/kgK, o módulo da carga do elétron como 1,6 x 10−19 C, massa do próton mp = 1,7 x 10−27 kg, massa do nêutron mn = 1,7 x 10−27 kg, massa do elétron me = 9,1 x 10−31 kg, π = 3, constante de Planck h = 6,6 x 10−34 Js ou 4,14 x 10−15 eVs, energia de Rydberg = 13,6 eV, constante de Boltzmann kB= 1,4 x 10−23 m2 kgs−2K−1, constante eletrostática k = 9 x 109 kg m3 s−2 C−2, velocidade da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s, hc = 1,24 x 10−6 eVm, magneton de Bohr µB = 9.27 x 10−24 J/T.

Um elétron é acelerado em um acelerador linear de 9,5 MV para atingir um alvo para produção de raios X. Então, o Fator de Lorentz do elétron é, aproximadamente, igual a
Alternativas
Q4051908 Física
Com base seus conhecimentos sobre Física Radiológica, assinale a alternativa correta:
Alternativas
Q4050038 Física
Um radionuclídeo é um nuclídeo com estrutura nuclear instável, que procura alcançar a estabilidade a partir da emissão de partículas e/ou de ondas eletromagnéticas. Sobre as radiações emitidas, analise as afirmativas a seguir.

I. Raios-gama: possuem carga elétrica positiva, altamente energética, pequeno poder de penetração na matéria por serem carregados e possuírem massa relativamente elevada.
II. Partícula beta positiva: resultado do decaimento de um próton, no interior do núcleo atômico, em um nêutron + um elétron positivo + um neutrino eletrônico.
III. Partícula beta negativa: resultado do decaimento de um nêutron em um próton + um elétron negativo + um antineutrino eletrônico.
IV. Partículas-alfa: ondas eletromagnéticas que possuem a mesma natureza da luz visível; são muito energéticas.

Está correto o que se afirma apenas em
Alternativas
Ano: 2022 Banca: UFMA Órgão: UFMA Prova: UFMA - 2022 - UFMA - Físico |
Q2678002 Física

Na geometria Bragg-Brentano, o feixe de raios X que incide na amostra é:

Alternativas
Ano: 2022 Banca: UFMA Órgão: UFMA Prova: UFMA - 2022 - UFMA - Físico |
Q2678001 Física

Em uma medida de difração de raios X em policristais, realizada com radiação Cu Kα, quais elementos químicos geram fluorescência e aumentam o background da medida?

Alternativas
Respostas
661: B
662: A
663: E
664: D
665: C
666: B
667: E
668: D
669: A
670: B
671: C
672: E
673: A
674: B
675: B
676: D
677: A
678: B
679: D
680: B