Seja uma placa de cobre cuja função trabalho é de 5,2 eV. Ela é atingida por fótons com uma energia de 8,0 eV. Qual é a velocidade dos elétrons mais rápidos ejetados da superfície do cobre? (Considere 1 eV = 1,6 x 10^-19 J e a massa do elétron = 9,1 x 10^-31 kg).

Durante um experimento em física de partículas, um elétron e um pósitron, ambos inicialmente em repouso, se encontram e se aniquilam. Após o processo de aniquilação, dois fótons de raios gama são emitidos. Considerando a conservação do momento linear, avalie as seguintes afirmações:

I.Os dois fótons de raios gama são emitidos em direções opostas, formando um ângulo de 180 graus, para garantir a conservação do momento.

II.A quantidade total de energia liberada é igual à soma das energias de repouso do elétron e do pósitron, que é convertida em energia dos fótons.

III.A direção dos fótons depende da velocidade inicial do elétron e do pósitron antes da aniquilação.

Assinale a alternativa correta:

Os testes de controle de qualidade são essenciais para garantir que os equipamentos de diagnóstico por imagem, como o PET (Tomografia por Emissão de Pósitrons), estejam funcionando corretamente e de maneira segura. Esses testes garantem que a dose de radiação administrada ao paciente esteja dentro dos limites adequados e que as imagens obtidas sejam de alta qualidade, permitindo um diagnóstico preciso. Considerando o contexto, assinale a alternativa que se refere especificamente à medição da dose de radiação absorvida por um paciente:

O espalhamento Compton descreve o comportamento de um fóton que colide com um elétron em repouso. A interação entre o fóton e o elétron altera a energia e a direção do fóton, transferindo parte dessa energia ao elétron, que então passa a se mover. Considerando esse fenômeno, avalie as seguintes proposições como verdadeiras (V) ou falsas (F):

(__)Quando um fóton colide com um elétron em repouso, o fóton perde parte de sua energia e sua direção é desviada. A energia transferida ao elétron faz com que ele se mova.

(__)A energia do fóton antes da colisão é dada como 30 keV (quiloeletronvolts).

(__)Após a colisão, parte da energia do fóton é transferida para o elétron, resultando em sua velocidade de recuo.

Assinale a alternativa cuja respectiva ordem de julgamento está correta.

Considere as afirmativas relacionadas aos diferentes tipos de colisões entre partículas subatômicas e átomos do meio, apresentadas a seguir. Registre V, para verdadeiras, e F, para falsas:

(__)Os raios-X de espectro contínuo são produzidos quando elétrons em alta velocidade são desacelerados ao interagirem com o campo elétrico dos núcleos atômicos do meio. Esse processo é conhecido como Bremsstrahlung (radiação de frenagem). Nesse caso, colisões inelásticas com núcleos são responsáveis pela emissão de radiação de espectro contínuo. A energia perdida pelo elétron na desaceleração é convertida em fótons de raios-X.

(__)A ionização ocorre quando um elétron incidente tem energia suficiente para arrancar elétrons de suas órbitas em átomos do meio material, resultando na remoção desses elétrons e formação de íons. Esse processo envolve colisões inelásticas com elétrons, pois o elétron incidente transfere parte de sua energia para um elétron do átomo-alvo, e este último é ejetado do átomo.

(__)O espalhamento múltiplo ocorre quando elétrons em movimento interagem várias vezes com os elétrons do material, desviando sua trajetória sem perder energia significativa.

Assinale a alternativa com a sequência, de cima para baixo, correta:

A taxa de atividade de uma substância radioativa descreve o número de decaimentos nucleares por segundo. A atividade inicial de uma amostra radioativa está diretamente relacionada à quantidade de átomos radioativos presentes e à sua meia-vida. A meia-vida é o tempo necessário para que metade dos átomos radioativos de uma amostra decaia. Assim, avalie as proposições:

I.A taxa de atividade de uma substância radioativa diminui com o tempo, à medida que a quantidade de átomos radioativos na amostra diminui.

II.A meia-vida de uma substância radioativa é inversamente proporcional à sua taxa de atividade inicial.

III.Uma substância com uma meia-vida curta terá uma taxa de atividade inicial maior do que uma substância com a mesma quantidade de átomos, mas com uma meia-vida mais longa.

Assinale a alternativa correta:

A teoria de Bohr e a mecânica ondulatória são dois marcos importantes no desenvolvimento da física quântica. Ambas as teorias visam explicar o comportamento dos elétrons nos átomos, mas diferem em seus fundamentos e em como descrevem a natureza do elétron. Considerando essas duas abordagens, assinale a alternativa que corretamente descreve um ponto de concordância entre as duas teorias:

Em física, a massa de um sistema vinculado (como um átomo ou uma molécula) é menor do que a soma das massas de seus componentes individuais. Isso ocorre devido à energia de ligação do sistema, que mantém suas partes unidas. No entanto, esse conceito não se aplica a sistemas macroscópicos, como um prédio construído com tijolos. Considerando esse contexto, assinale a alternativa correta:

O efeito fotoelétrico ocorre quando a luz incide sobre uma superfície e causa a emissão de elétrons. No entanto, as medições fotoelétricas são extremamente sensíveis à natureza da superfície fotoelétrica, influenciando diretamente os resultados experimentais. Considerando o contexto, avalie as seguintes afirmações como verdadeiras (V) ou falsas (F):

(__)As medições fotoelétricas são sensíveis à composição química da superfície, pois a função trabalho, que determina a energia necessária para liberar elétrons, varia de acordo com o material da superfície.

(__)A rugosidade e a limpeza da superfície não influenciam as medições fotoelétricas, já que o efeito depende exclusivamente da frequência da luz incidente.

(__)A oxidação da superfície fotoelétrica pode alterar a função trabalho, afetando a quantidade de energia necessária para a emissão de elétrons.

Assinale a alternativa com a sequência respectivamente correta:

A física radiológica envolve o estudo e a aplicação de radiações ionizantes, como os raios-X, para fins diagnósticos e terapêuticos. É uma área fundamental para garantir a segurança tanto de pacientes quanto de profissionais em ambientes médicos que utilizam radiação. Sobre o assunto, julgue as seguintes afirmações como verdadeiras (V) ou falsas (F):

(__)A proteção radiológica é baseada em três princípios fundamentais: tempo, distância e blindagem, que ajudam a minimizar a exposição à radiação ionizante.

(__)O raio-X utilizado para fins diagnósticos é uma forma de radiação ionizante que pode penetrar tecidos do corpo, mas é completamente absorvido pelos ossos, sem deixar vestígios em tecidos moles.

(__)Os detectores de radiação utilizados em equipamentos de radioterapia e radiodiagnóstico são projetados para medir com precisão a dose de radiação recebida por pacientes e operadores.

Assinale a alternativa cuja respectiva ordem de julgamento está correta:

Durante o planejamento de uma barreira de proteção para um laboratório que lida com radiação ionizante, é importante escolher os materiais adequados para absorver diferentes tipos de radiação. Sobre os materiais mais adequados para absorver partículas beta, nêutrons e raios gama, assinale a alternativa correta: