Questões de Concurso Sobre teoria quântica em física

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Q4354625 Física
Qual é a interação do fóton com o átomo como um todo em que não ocorre a transferência de energia para o meio?
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Q4354623 Física
Quando um fóton com energia superior a 1,022 MeV interage com o campo nuclear de um átomo, ele pode ser absorvido, e toda sua energia convertida em massa de repouso e energia cinética de um par elétron-pósitron. Sobre os valores médios das energias cinéticas do elétron Q46_1.png (32×27) e do pósitron Q46_2.png (30×22) resultantes desse processo de interação, é correto afirmar que
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Q4354622 Física
Um fóton com energia hv interage com um material de número atômico Z através do efeito fotoelétrico. Sobre o efeito fotoelétrico, é correto afirmar que a seção de choque por
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Q4354620 Física
A solução da equação de Schrödinger para átomos de um elétron prevê a quantização do momento angular orbital. O módulo do momento angular orbital é  Q43.png (127×42)

Assinale a alternativa que apresenta corretamente as relações de quantização entre os números quânticos azimutal, l, e magnético, ml , com (I) o módulo de L e (II) uma de suas componentes.
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Q4354619 Física
O acelerador de elétrons do Sirius acelera elétrons até quase a velocidade da luz, com energia de 3 GeV, visando produzir radiação sincrotron. Considerando que a energia cinética do elétron é muito maior que sua energia de repouso e usando a aproximação p ≅ E/c, qual é o comprimento de onda de De Broglie associado a este feixe de elétrons?

Dados:  c = 3 × 108 m/s, h ≅ 6,6 × 10–34J.s, e 1 eV = 1,6 × 10–19J
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Q4354618 Física
As soluções da equação de Schrödinger permitem obter as autofunções, autovalores e funções de onda para sistemas relacionados a partículas não ligadas e ligadas para diferentes formas da função de energia potencial V(x).

Assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, (I) o tipo de sistema físico, (II) o principal resultado da solução da equação de Schrödinger e (III) um exemplo físico de aplicação para esse sistema.
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Q4354617 Física
Suponha que, em um experimento semelhante ao realizado em 1923 por Compton, um feixe de raios X de 500 keV é espalhado por um alvo, e o espalhamento é medido a um dado ângulo. Os raios X espalhados são medidos com energia de 250 keV. Neste experimento, qual é o valor do deslocamento Compton?

Dados: c = 3 x 108 m/s e h = 4 × 10–15 e V.s.
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Q4354616 Física
No modelo atômico de Bohr, os elétrons em um átomo se movem em uma órbita circular ao redor de um núcleo denso e carregado positivamente. Para a questão, considere que o desenvolvimento do modelo de Bohr combinou as leis clássicas da mecânica e da eletrostática com a teoria quântica. Assuma que m é a massa do elétron, r é o raio da órbita circular, v é a velocidade do elétron na órbita e n representa o número quântico associado a cada órbita. 
Assinale a alternativa correta a respeito das previsões do modelo de Bohr sobre a emissão e/ou absorção de radiação eletromagnética.
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Q4354594 Física
Sabe-se que uma condição para que ocorra o decaimento nuclear com emissão de partículas alfa é que a massa nuclear do núcleo pai deve ser superior à soma das massas nucleares do núcleo filho e da partícula alfa. Além dessa condição, para que o decaimento ocorra, é necessário 
Alternativas
Q4354592 Física
A figura a seguir apresenta a probabilidade relativa de espalhamento Compton em função de um ângulo de espalhamento:

Q15.png (377×321)

(Jerrold T. Bushberg et al. The essential physics of medical imaging. Adaptado)

As energias EI , EII e EIII dos fótons incidentes relativos às curvas I, II e III e o eixo das abscissas, X, são corretamente representados como
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Q4348551 Física
A tabela abaixo apresenta a energia dos primeiros níveis do átomo de hidrogênio, segundo o modelo de Bohr.

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Um elétron desse átomo realiza uma transição do nível n = 2 para o nível n = 4, absorvendo um fóton. Comparando essa transição com a transição de n = 1 para n = 2, é correto afirmar que o fóton absorvido na transição de n = 2 para n = 4 possui  
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Q4347545 Física
Considerando que a energia potencial de um sistema é nula (U = 0) quando o elétron está infinitamente afastado do próton, a energia total do estado fundamental do átomo de hidrogênio é de -13,6 eV. O sinal negativo dessa energia indica que 
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Q4347544 Física
Em processos industriais e de laboratório, a medição da temperatura de elementos aquecedores (como resistências de fornos elétricos) sem contato direto é feita por meio do estudo da radiação térmica emitida. Um espectrômetro óptico foi utilizado para medir a densidade de energia emitida por uma resistência ao atingir a incandescência (brilho avermelhado). Os dados experimentais obtidos (representados por pontos no gráfico abaixo) foram ajustados à curva teórica de distribuição espectral de radiação de corpo negro de Planck (linha contínua). (Dado: Constante de deslocamento de Wien b ≅ 2,898 mm)  

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Com base na teoria de Planck/Lei de Wien e nos dados descritos, o valor aproximado da temperatura absoluta (em Kelvin) em que se encontra a resistência do forno é
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Q4347543 Física
O efeito fotoelétrico e o espalhamento Compton são fenômenos fundamentais da física quântica moderna. Explicados no início do século XX, eles demonstram a dualidade onda-partícula da luz e possuem aplicações que vão desde células fotovoltaicas e fotodetectores até técnicas avançadas de diagnóstico médico e observação astronômica por raios X.
Com base nos conceitos do efeito fotoelétrico e do espalhamento Compton, considere os itens abaixo.

I - Um processo fotelétrico no qual todos os elétrons emitidos têm energia cinética menor que hf, em que f é a frequência da luz incidente.
II - Um processo fotelétrico no qual alguns elétrons emitidos têm energia maior que hf.
III - Espalhamento Compton por elétrons estacionários no qual a luz emitida tem uma frequência maior que a da luz incidente.
IV - Espalhamento Compton por elétrons estacionários no qual a luz emitida tem uma frequência menor que a da luz incidente.

Quais são fisicamente possíveis e corretos?  
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Q4340555 Física
A compreensão da estrutura da matéria evoluiu por meio de sucessivos modelos atômicos, cada um associado a uma concepção distinta de átomo, apresentados a seguir:

(1)Quase toda a massa está concentrada em uma região central positiva e muito pequena, em torno da qual os elétrons se movimentam em uma vasta região praticamente vazia.
(2)A matéria é constituída por esferas maciças, homogêneas e indivisíveis, iguais para um mesmo elemento, que se combinam em proporções fixas.
(3)Os elétrons ocupam órbitas circulares de energia bem definida ao redor do centro, e a passagem de um elétron de uma órbita para outra envolve absorção ou emissão de quantidade determinada de energia.
(4)Uma esfera de carga positiva distribuída de modo uniforme abriga elétrons incrustados, garantindo a neutralidade do conjunto.

Considerando a evolução histórica desses modelos atômicos, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA, do modelo mais antigo para o mais recente:
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Q4316117 Física
Em um tubo de raios X com alvo de tungstênio (Z=74) operando a 100 kVp, aproximadamente 99% da energia cinética dos elétrons incidentes é convertida em calor. A eficiência de produção de raios X aumenta proporcionalmente com:
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Q4311284 Física
No decaimento alfa, um núcleo atômico emite espontaneamente uma partícula alfa. Embora a energia dessa partícula seja inferior à altura da barreira de potencial coulombiana que a confina no interior do núcleo, a emissão ainda pode ocorrer.
Assinale a opção que apresenta o fenômeno que explica esse processo. 
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Q4311276 Física
A figura ilustra, de forma esquemática, a cinemática da interação entre um fóton e um elétron ligado a um átomo.
Um fóton de energia k, incidente pela esquerda, é completamente absorvido por um elétron ligado a um átomo com energia de ligação UB. O fóton desaparece, transferindo energia cinética (K- UB) ao elétron, que é ejetado formando um ângulo θ em relação à direção de incidência do fóton.
Para conservar a quantidade de movimento, o restante do átomo sofre um recuo, movendo-se em um ângulo ϕ. A energia cinética de recuo do átomo é praticamente nula. 


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O processo de interação entre a radiação e a matéria descrito, corresponde ao(à) 
Alternativas
Q4311275 Física
A descrição clássica da radiação de corpo negro previa uma divergência da densidade espectral de energia para frequências elevadas, em desacordo com os resultados experimentais, fenômeno conhecido como catástrofe do ultravioleta.
Assinale a opção que apresenta o princípio fundamental da hipótese formulada por Max Planck para explicar esse comportamento.  
Alternativas
Q4311273 Física
Ao resolver a equação de Schrödinger para uma partícula confinada em um poço de potencial infinito unidimensional, verifica-se que a energia do estado fundamental é diferente de zero.
Esse resultado, conhecido como energia de ponto zero, é consequência da  
Alternativas
Respostas
1: D
2: B
3: E
4: E
5: C
6: D
7: B
8: C
9: D
10: B
11: B
12: D
13: E
14: D
15: C
16: B
17: D
18: A
19: B
20: E