Sobre as aberrações de lentes do sistema ótico de um MEV, marque a alternativa que descreve a aberração cromática.

De acordo com a mecânica de Newton, prevista na obra Princípios Matemáticos de Filosofia Natural, assinale a alternativa correta.

Em relação à forma da Terra, assinale a alternativa correta.

Os núcleos possuem 𝑁 nêutrons, 𝑍 prótons e um número de massa 𝐴 = 𝑁 + 𝑍. Para núcleos leves, 𝑁 e 𝑍 são aproximadamente iguais, enquanto, para os núcleos pesados, 𝑁 é maior do que 𝑍. Os isótopos consistem em dois ou mais núcleos com o mesmo número atômico 𝑍, porém com valores de 𝑁 e 𝐴 distintos. A massa de um núcleo estável é menor do que a soma das massas de seus núcleons, soma de prótons e nêutrons. A massa atômica, 𝑀, é comumente dada em unidade de massa atômica 𝑢, e pode-se considerar a seguinte relação de conversão para energia, (1 𝑢) . 𝑐² = 931,5 𝑀𝑒𝑉, que mostra o grande potencial de armazenamento de energia nos núcleos atômicos. A diferença de massa ∆𝑚 multiplicada por 𝑐² é igual à energia de ligação 𝐸₁ do núcleo, energia necessária para sua formação, ou 𝐸₁ = (𝑍 𝑀_{𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑜} + 𝑁 𝑀_{𝑛ê𝑡𝑟𝑜𝑛} − 𝑀_{Á𝑡𝑜𝑚𝑜}) 𝑐² .

TIPLER, Paul; MOSCA, Gene. Física: Física-Moderna: mecânica quântica, relatividade e estrutura da matéria. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 3, com adaptações.

Considerando os dados: 𝑀_{𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑐} = 1,007825 𝑢, 𝑀_{𝑛ê𝑡𝑟𝑜𝑛} = 1,008665𝑢 e = 4,002603 𝑢, assinale a alternativa que indica o valor da energia de ligação do isótopo do hélio ⁴𝐻𝑒.

Os níveis de energia do átomo de hidrogênio no modelo de Bohr estão representados nessa figura, obtidos para cada nível 𝑛 (dito estado quântico) a partir da expressão: 𝐸𝑛 = −𝑍² , onde: 𝐸₀ = 13,6 𝑒𝑉 e 𝑛 = 1, 2, 3, …

Toda vez que o elétron muda de um nível para outro, o estado quântico altera, e são emitidos ou absorvidos fótons, cujo comprimento de onda é expresso por: 𝜆 = = = , sendo que i e f representam os valores de n = 1, 2, 3, 4 ...

Considere que, inicialmente, o átomo se encontra no terceiro estado excitado, 𝑛 = 4, e que possa passar para qualquer um dos demais estados, até ficar no estado livre, 𝑛 = ∞.

Com base nessas considerações e na teoria quântica, assinale a alternativa correta.

A natureza quântica da radiação eletromagnética observada na radiação de corpo negro (teoria de Planck – 1900), no efeito fotoelétrico (teoria de Einstein – 1905) e no espalhamento Compton (teoria de Compton – 1923), entre outros, influenciou o estudo dos primeiros modelos quânticos dos átomos (teorias de Rutherford – 1911 e Bohr – 1913) e foi o início para o avanço da física quântica. Em relação aos conceitos da física quântica, assinale a alternativa correta.

Os núcleos instáveis são radioativos e decaem emitindo partículas α (núcleos de ⁴He), partículas β (elétrons ou pósitrons) e raios γ (fótons). Todos os fenômenos associados à radioatividade são de natureza estatística e seguem uma lei de decaimento exponencial:

N = N₀ e^−λt ou R = λ N = R₀ e^−λt

em que a vida média é τ = ; e a meia-vida é = 0,693 τ.

Considere um pedaço de folha de prata radioativa, que segue a lei de decaimento exponencial, cuja meia-vida é = 2,5 minutos, e que, ao ser colocado próximo de um contador Geiger, observou-se, no tempo zero, 12.000 contagens/s. Tendo em vista essas informações, qual é a taxa de contagem no instante 𝑡 = 7,5 minutos?

A Lei de Stevin diz que:

A Teoria da Relatividade Restrita, proposta por Albert Einstein em 1905, baseia-se em dois postulados. Um deles afirma que a velocidade de propagação da luz no vácuo tem sempre o mesmo valor, em todas as direções e em qualquer sistema de referência inercial, independente da velocidade da fonte ou do observador. O outro afirma que

Sabendo que a função trabalho para o efeito fotoelétrico de uma superfície de prata é 6,9 × 10 ⁻¹⁹ J e que a constante de Planck é igual a 6,3 × 10 ⁻³⁴ J . s, quando uma radiação ultravioleta de frequência 2,0 × 10 ¹⁵ Hz incide sobre uma superfície de prata, causando a emissão de um elétron, a máxima energia cinética que esse elétron pode ter é

Ao propor seu modelo para o átomo de hidrogênio, Niels Bohr considerou que o elétron girava ao redor do próton, ambos com carga elétrica de módulo igual a q, obedecendo à lei de Coulomb, em algumas órbitas estáveis. Nesse modelo, sendo k= 4π∈1​ , em que ∈ é a permissividade elétrica do vácuo, e m a massa do elétron, a velocidade escalar v do elétron, em uma órbita estável de raio igual a r, é dada por

A teoria da relatividade de Einstein permite entender o comportamento de grandezas como o tempo e o espaço quando são adotados referenciais se movendo com velocidades constantes próximas à velocidade da luz. Caso uma nave de 50 metros de comprimento, medida em repouso em relação à Terra, viaje com uma velocidade equivalente a 80% da velocidade da luz, o comprimento da nave, medido por um observador que está parado em uma estação espacial que se encontra em repouso em relação à Terra, será: 

Caracterizado por um elevado índice de radiação solar, o Estado da Bahia tem hoje em operação diversas usinas que convertem energia solar em energia elétrica. O fenômeno quântico envolvido nessa transformação energética é o efeito 

Considere as formas de radiação apresentadas no quadro a seguir. 



As radiações com maior poder de penetração são:

De acordo com o postulado de De Broglie sobre ondas de matéria qualquer partícula com massa que tenha momentum linear tem, também, um comportamento ondulatório.
O comprimento de onda dessa onda está relacionado com o momentum linear da partícula através

Com o surgimento da Física Quântica, diversos modelos foram sugeridos e a física experimental nunca se fez tão presente na colaboração e solução dos problemas encontrados. Explicar a natureza do espectro do hidrogênio, no início do século XX, era um dos principais problemas. Em 1906, o Físico Theodore Lyman descobre, experimentalmente, a primeira linha espectral resultante da emissão do átomo de hidrogênio. Esse feito proporcionou outros estudos, como as séries Balmer e Paschen, assim como a equação de Rydberg que explicou as linhas espectrais encontradas, e introduziu a chamada constante de Rydberg (R). Já em 1913, Niels Bohr produziu sua teoria atômica e, com isso, foi possível comparar sua teoria com a equação de Rydberg, mostrando perfeita sintonia. Assim, considerando um átomo de hidrogênio estacionário emitindo um fóton correspondente à primeira linha da série Lyman, podemos afirmar que a energia (E) desse fóton corresponde a:

Em um laboratório de pesquisa (referencial R), uma partícula apresenta velocidade u = (0,3c)i + (0,4c) j (onde u representa o vetor velocidade e i e j são os vetores diretores). Neste mesmo laboratório, um referencial R' se move com velocidade v = (0,5c)i conforme a figura a seguir. 

Diante dos fatos (e dos dados), podemos AFIRMAR que o módulo da velocidade da partícula, na direção x, e em relação ao referencial R', corresponde a aproximadamente: (Dados: c = 300.000 km/s).

A energia relacionada à massa m de um objeto é chamada de energia de repouso E₀ e é obtida a partir da famosa equação E₀ = m.c², onde c é a velocidade da luz no vácuo. Assim, suponha que a energia associada a um grão de feijão de massa m = 0,2 g seja usada para movimentar um carro. Sabendo que este carro percorre 15 km a cada litro de combustível usado e que cada litro de combustível pode fornecer uma energia equivalente a 4.10⁸ J, é correto AFIRMAR que, usando a energia proveniente do grão de feijão, o carro pode trafegar por até:
(Dado: use c = 3.10⁸ m/s.)

Hamilton estabeleceu, em 1831, uma relação entre a óptica geométrica e a mecânica clássica, que passou a ser chamada de analogia óptico-mecânica. Em adição, em 1923, durante a preparação de sua tese de doutorado, Louis de Broglie, baseado na analogia óptico-mecânica de Hamilton e em resultados obtidos na época para fótons na teoria de Bohr, postulou que o comprimento de onda λ (de Broglie) associado a uma partícula não relativística de massa m e velocidade v seria λ = h/(m.v), onde h é a constante de Planck. Este postulado passou a ser conhecido como dualidade onda-partícula, uma vez que relaciona características de partículas a características de ondas. Atualmente, diversas tecnologias têm seus funcionamentos baseados fundamentalmente na dualidade onda-partícula, como por exemplo:

Considerando-se que se faça incidir luz sobre um dado material homogêneo cuja função trabalho valha 4,2 eV e sabendo-se que a constante de Planck vale 4,2 × 10⁻¹⁵ eV ∙ s e que a velocidade da luz no vácuo vale 3,0 × 10⁸ m/s, é correto concluir que a menor frequência dessa luz capaz de arrancar elétrons desse material é