Questões de Concurso Público IF-SC 2023 para Professor EBTT - Física

Suponha uma expedição espacial em direção ao sistema planetário mais próximo do nosso, Alpha Centauri, que está localizado a uma distância média de 4,22 anos-luz da Terra. Se a expedição viajar a uma velocidade correspondente a 60% da velocidade da luz, qual seria, aproximadamente, a diferença, em anos, entre o tempo medido pelos astronautas durante a viagem e o tempo medido na Terra? 

A dualidade onda-partícula é um princípio fundamental da física que descreve o comportamento de certas entidades físicas, como elétrons e fótons. De acordo com esse princípio, essas entidades podem se comportar tanto como partículas quanto como ondas, dependendo do contexto experimental. O fóton, por exemplo, pode se comportar como partícula no experimento do efeito fotoelétrico e como onda durante a difração de uma onda eletromagnética. No entanto, a dualidade onda-partícula não é observada em corpos macroscópicos devido às suas massas e velocidades relativamente grandes. Agora, vamos considerar uma peteca de Badminton com uma massa aproximada de 5g, que pode ser lançada a velocidades de aproximadamente 324 km/h. Com base na dualidade onda-partícula, qual seria a faixa aproximada de comprimento de onda associada a essa peteca de Badminton? (Considere h = 6,63 × 10⁻³⁴ m²kg/s )

Bohr, um renomado físico do século XX, contribuiu significativamente para o desenvolvimento do modelo atômico ao aprimorar as ideias propostas por Rutherford. Com seu modelo, Bohr estabeleceu uma série de princípios que descreviam o comportamento dos elétrons em torno do núcleo atômico, fornecendo uma explicação crucial para o fenômeno do espectro de emissão de gases excitados. Esses postulados foram de extrema importância para avançar a compreensão da estrutura dos átomos e estabeleceram as bases fundamentais da física quântica. Analise as assertivas abaixo em relação aos postulados do modelo de Bohr e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.
( ) Os elétrons em um átomo estão confinados em órbitas circulares ao redor do núcleo, cujo raio da trajetória R_n = 5,3 × 10⁻¹¹n²m, sendo n um número inteiro correspondente à órbita do elétron.
( ) A energia de um elétron em uma órbita n (com n sendo um número inteiro) é dada por: En= −13.6 /n eV.
( ) A energia dos elétrons é quantizada, ou seja, eles podem existir apenas em níveis de energia específicos.
( ) Quando um elétron transita de um nível de energia mais alto para um nível de energia mais baixo, ele emite energia na forma de fótons.
( ) O modelo de Bohr explica completamente o comportamento dos elétrons em átomos.
A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

A equação de Schrödinger é uma ferramenta fundamental na descrição do comportamento de partículas quânticas, como o elétron, em sistemas físicos, como um fio de cobre. Nesse contexto, podemos usar essa equação para modelar o comportamento de um elétron em um fio de cobre como uma partícula confinada em um poço finito. No caso em questão, temos uma partícula confinada em uma caixa unidimensional de comprimento L = 2 m, descrita por uma função de onda (x) = Asin ( n  x / L ), onde A é a amplitude da onda e n é um número inteiro positivo que representa o estado de energia da partícula. Considerando que n = 3 qual é o valor aproximado da posição x onde a probabilidade de encontrar a partícula é máxima?

O efeito fotoelétrico é um fenômeno no qual a luz incidindo em um material pode arrancar elétrons desse material. O estudo do efeito fotoelétrico por Albert Einstein, em 1905, foi fundamental para o desenvolvimento da teoria quântica da luz e lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física em 1921. Durante o efeito fotoelétrico, a energia dos fótons incidentes pode ser transferida para os elétrons do material. Se a energia dos fótons, que depende da ______ da luz, for suficiente para superar a energia de ______, os elétrons serão liberados do material. Já a quantidade de fotoelétrons emitidos depende da _______ da luz incidente e da _______ do material. O local de onde os fotoelétrons são arrancados depende do tipo de material utilizado. Em metais, os fotoelétrons são arrancados, em geral, da _______ do material. Já em semicondutores, os fotoelétrons são arrancados da banda de _______.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.