Questões de Concurso Sobre teoria quântica em física

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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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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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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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Q3430194 Física
O Modelo Padrão da Física de Partículas classifica as partículas fundamentais em duas grandes classes, férmions e bósons. Os primeiros são os constituintes da matéria, como quarks e léptons, enquanto os segundos são os mediadores das interações fundamentais.

De acordo com esse Modelo Padrão, são classificados como férmions:
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Q3313631 Física
Julgue o item que se segue, acerca de microcavidades ópticas, interação luz-matéria e modelos estatísticos.  

O aumento do fator de qualidade em microcavidades ópticas pode melhorar a eficiência de lasers semicondutores.  
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Q3207962 Física
Sobre os princípios físicos da ressonância magnética, assinale a alternativa correta:
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Q3206416 Física
Desde a antiguidade, busca-se diferenciar o conhecimento científico de outros tipos de conhecimento. Nesse caminhar, merecem destaque as contribuições de Karl Popper, quando, em sua obra fundamental A lógica da pesquisa científica, o autor apresenta um novo olhar epistemológico para as ciências.
A respeito dessas contribuições, qual das sentenças está INCORRETA?
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Q3206414 Física
A constante de Planck, representada por h, é uma das constantes fundamentais da física e possui um papel fundamental na mecânica quântica, cuja origem permitiu a descrição da quantização de energia.
Sua existência permite, por exemplo, determinar o comprimento de onda da luz emitida por um led, ao considerar a emissão de um fóton, por meio da aplicação de uma diferença de potencial de corte entre os terminais do LED e o consequente salto de seus elétrons nas lacunas das bandas de condução e valência, respectivamente. Essa obtenção pode ser feita a partir da relação de quantização E=hv , sendo h = 6,626.10-34 J.s.
Ao realizar um experimento, um estudante obteve uma tensão de corte de 2,42V, à qual estava submetido o LED. Considere a carga Imagem associada para resolução da questão do elétron e dados do vácuo.
Qual o comprimento de onda obtido para o LED do experimento submetido a essa tensão, aproximadamente?
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Q3157363 Física
A evolução da física quântica revolucionou o entendimento da matéria e da energia. Aplicando o princípio da dualidade onda-partícula, como o comportamento dual da luz pode ser explicado ao considerar a natureza corpuscular em interações fotoelétricas e sua natureza ondulatória em interferência? Explique como esse princípio impacta a compreensão de fenômenos cotidianos, como o funcionamento de painéis solares.
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Q4220735 Física
O efeito Compton rendeu ao pesquisador homônimo o prêmio Nobel em Física de 1927. Esse efeito é de grande relevância em física médica, pois
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Q4220729 Física
Ao se aproximar do núcleo atômico, um fóton desaparece e dá origem a um par elétron-pósitron. Nesse processo de interação, 
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Q4220727 Física
Quando a superfície de alguns metais é iluminada com luz visível, elétrons são emitidos com alguma ou nenhuma energia cinética. Nesse efeito, considerando que a luz incidindo em um dado metal atende à condição para emissão do elétron, é correto afirmar: 
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Ano: 2024 Banca: INEP Órgão: INEP Prova: INEP - 2024 - INEP - Física |
Q4149290 Física
O eletroscópio da figura a seguir faz parte de uma atividade em uma aula de Física e está negativamente carregado.

Imagem associada para resolução da questão

Disponível em: https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/aula-praticaconstrucao-um-eletroscopio-folhas.htm. Acesso em: 19 maio 2024.

O professor perguntou a uma estudante se é possível descarregar o eletroscópio utilizando apenas luz. A resposta dela foi de que não é possível, pois a luz não tem carga, ou seja, ela é incapaz de descarregar o eletroscópio. Ela também explicou que, durante o experimento, a incidência de luz solar e de luz artificial da sala é incapaz de descarregar o eletroscópio, pois precisa haver contato para descarregar qualquer corpo, reestabelecendo a igualdade no número de prótons e elétrons do corpo.

CARVALHO, B.; GOMES, L. Um estudo dos invariantes operatórios mobilizados por estudantes da terceira série do Ensino Médio sobre o efeito fotoelétrico. Ensino & Pesquisa. União da Vitória, v. 20, n.1, p. 101-118, jan./abr., 2022.

Com base na resposta dessa aluna, o professor pode perceber que a estudante
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Ano: 2024 Banca: INEP Órgão: INEP Prova: INEP - 2024 - INEP - Física |
Q4149289 Física
Em uma aula de Física no Ensino Médio, os alunos realizaram um experimento para investigar o efeito fotoelétrico. Para isso, eles utilizaram uma lâmpada especial capaz de ajustar a frequência da luz que incide sobre uma placa de zinco. Durante esse experimento, eles observaram que, ao aumentar gradualmente a frequência da luz, os elétrons começavam a ser emitidos da superfície do zinco apenas quando a frequência da luz atingia um certo valor crítico, chamado de frequência de corte Imagem associada para resolução da questão
Sabe-se que a energia cinética desses elétrons é dada por:

Imagem associada para resolução da questão

em que K é a energia cinética dos elétrons emitidos, h é a constante de Planck, υ é a frequência da luz incidente e W é a função trabalho do material.
O gráfico a seguir mostra a relação entre a energia cinética dos elétrons emitidos e a frequência da luz incidente em uma superfície metálica. A linha reta, que pode ser vista no gráfico, representa a equação apresentada.

Imagem associada para resolução da questão

Disponível em: https://www.if.ufrgs.br/~betz/iq_XX_A/fotoElec/aFotoElecText.htm. Acesso em: 4 jun. 2024.

Com base no gráfico e na equação do efeito fotoelétrico, assinale a opção que descreve, corretamente, o comportamento observado quando a frequência da luz incidente é próxima da frequência de corte.
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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,
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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
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
Respostas
61: D
62: A
63: E
64: D
65: A
66: C
67: D
68: B
69: C
70: E
71: B
72: C
73: E
74: B
75: A
76: C
77: C
78: D
79: C
80: A