Questões de Concurso
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Q812333
Física
O conceito de bandas de energia, desenvolvido em 1928, permite
entender diversas propriedades dos sólidos. A natureza das
bandas de energia determina se um material é um isolante, um
semicondutor ou um condutor. Nos isolantes, no zero absoluto, a
banda de energia mais elevada que está completamente
preenchida de elétrons é a banda da valência. A banda mais
elevada seguinte, chamada de banda de condução, é
completamente vazia, não existem elétrons em seus estados.
A diferença de energia entre essas duas bandas é denominada de
“bandgap” do material isolante. No caso de materiais translúcidos,
como vidro ou cristal, por exemplo, qual a técnica espectroscópica
pode ser utilizada para determinação e estimativa dessa diferença
de energia?
Q812332
Física
Certos cristais semicondutores são sintetizados e apresentam
uma propriedade chamada atividade óptica, que é responsável por
girar a polarização de um feixe de luz polarizada ao atravessá-los
em uma determinada direção. Considere um cristal semicondutor
opticamente ativo em forma de cubo com 8 mm de aresta,
conforme mostrado na figura. Um feixe de laser incide
perpendicularmente ao plano xy do cristal com polarização – i e
emerge do outro lado com polarização + i. Qual a atividade óptica
do cristal?
Q812331
Física
Dispersão e absorção de radiação eletromagnéticas são duas
qualidades intimamente relacionadas. Um material dispersivo tem
obrigatoriamente a relação entre seu coeficiente de dispersão e o
índice de refração dada pela relação de Kramers-Kronig, por meio
das partes real e imaginária de sua susceptibilidade. Um meio
dielétrico típico tem múltiplos centros de ressonâncias
correspondendo a diferentes vibrações da rede e/ou eletrônicas.
Quando se trata de propagação de pulsos de luz em meios
somente com características dispersiva, quando efeitos ópticos
não lineares são desconsiderados, qual o comportamento
esperado desse pulso do ponto de vista temporal e espectral?
Q812330
Física
Radiação do tipo raios X possui energia relativamente alta e é
apropriada para investigar a estrutura cristalina de sólidos.
É possível, por meio de difração de raios X, investigar os arranjos
dos átomos e determinar suas distâncias em cristais com estrutura
desconhecida. Cobre metálico foi analisado em um experimento
de difração de raios X que produziu um pico de Bragg de primeira
ordem em um ângulo θ = 29º. O experimento foi realizado com
radiação de raios X de comprimento de onda de 1,2 angstroms.
Qual é o espaçamento mínimo, em angstroms, entre os planos de
difração formados pelos átomos do cobre metálico?
(Dado: sen 29° =0,48)
Q812329
Física
Laser para entrar em operação tem diversas condições físicas a
serem atendidas. Dentre elas há a especificação do material para
o meio ativo, sendo sólido, líquido ou gasoso. Com base no meio
ativo definem-se as propriedades do desenho da cavidade óptica.
Do ponto de vista do meio ativo, a distribuição espectral da
radiação laser gerada é determinada por dois fatores: pela forma
de linha do meio ativo e pelos modos da cavidade do oscilador.
De uma maneira mais específica, como podem ser exemplificadas
essas duas condições para a oscilação laser?
Q812328
Física
Feixes de luz laser geralmente são produzidos com intensidades
luminosas relativamente altas; entretanto, alguns experimentos de
investigação da matéria condensada em laboratórios de pesquisa
exigem intensidades ainda maiores que podem ser obtidas através
do uso de lentes colimadoras de feixes. Um feixe de laser de perfil
circular uniforme com 1,6 mm de diâmetro e 2 W de potência teve
seu diâmetro reduzido 8 vezes ao atravessar uma lente
convergente. Qual a Intensidade do feixe de laser no foco da
lente? (Use π = 3,14)
Q812327
Física
A microscopia eletrônica de varredura (MEV) é uma técnica
capaz de produzir imagens de alta ampliação (até 300.000 vezes)
e resolução. O princípio de funcionamento do MEV consiste na
emissão de feixes de elétrons por um filamento capilar de
tungstênio (eletrodo negativo), mediante a aplicação de uma
diferença de potencial que pode variar de 0,5 a 30 kV. Essa
variação de voltagem permite a variação da aceleração dos
elétrons, e também provoca o aquecimento do filamento. A parte
positiva em relação ao filamento do microscópio (eletrodo positivo)
atrai fortemente os elétrons gerados, resultando numa aceleração
em direção ao eletrodo positivo. A correção do percurso dos feixes
é realizada pelas lentes condensadoras que alinham os feixes em
direção à abertura da objetiva. A objetiva ajusta o foco dos feixes
de elétrons antes dos elétrons atingirem a amostra analisada.
Disponível em: <www.degeo.ufop.br/laboratorios/microlab/mev.htm . Acesso em: 20 jul. 2016.
Qual é o processo de formação de imagem do MEV e qual a outra
técnica analítica que pode ser associada ao equipamento?
Q812326
Física
Um experimento para fabricar micro ou nanoestruturas em um
substrato fotossensível pode ser feito expondo-se o material a um
padrão de intensidade luminoso não uniforme produzido pela
interferência de dois feixes coerentes. Considere dois feixes
coerentes de laser em 532 nm, oriundos da mesma fonte, e que
interferem entre si formando um ângulo de 60º. O padrão de
intensidade produzido pela interferência dos dois feixes incide em
um filme fotossensível e produz uma grade de difração de período
espacial Δ. Nesse contexto, o valor de Δ é
(Dado: sen 30° = 0,5)
Q812325
Física
O critério para a seleção de uma tecnologia específica para
deposição de filmes finos pode ser baseado numa variedade de
considerações técnicas. A diversidade de tipos de filmes finos de
diferentes materiais pode ser depositada para uma variedade de
aplicações dependendo de sua aplicação. Como se sabe, as
características de um filme fino são diferentes de suas
propriedades como “bulk”. Qual característica do filme depositado
é considerada como decisiva na escolha da tecnologia de
deposição?
Q812324
Física
Em um experimento de interferometria entre dois feixes de luz
laser, uma lâmina de vidro de índice de refração 1,7 e de
espessura t = 9,8 mm é colocada em um dos braços do
interferômetro para ajustar a diferença de caminho óptico entre
eles. Acidentalmente a lâmina foi fixada com uma inclinação de
20° em relação à posição correta. Qual o desvio D sofrido pelo
feixe em relação à direção correta de propagação?
(Considere nAR = 1; sen 20° = 0,34; sen 11,5º = 0,20; cos 11,5° = 0,98;
sen 8,5° = 0,15)
Q812323
Física
Em um experimento de interferência entre dois feixes laser foi
verificado, em um determinado ponto, que a diferença de caminho
entre eles media L. Qual é a expressão que relaciona a diferença
de fase φ com a diferença de caminho L, considerando que o
comprimento de onda do laser é λ?
Q812322
Física
Os processos de emissão e absorção da luz por parte da matéria
tornaram-se alavancados com a descoberta de uma lei física que
descreve a radiação por parte de um corpo negro. A partir desse
ponto, vários experimentos foram realizados mostrando um
comportamento, para a luz, distinto daquele conhecido
classicamente. A Física Clássica apresentou-se incapaz de
explicar os efeitos e fenômenos exibidos por tais experimentos,
fazendo-se necessário o uso de uma nova teoria denominada de
Teoria Quântica. Considere a situação hipotética, mostrada na
figura, na qual um gás monoatômico está a uma temperatura
constante (T) suficientemente elevada para que ocorra a emissão
de luz.
Nesse contexto, é correto afirmar que
Nesse contexto, é correto afirmar que
Q812321
Física
Em um experimento de medida de transmissão de luz foi utilizado
um fotodetector de silício para medir a intensidade da radiação
que atravessava uma lâmina de vidro. Sabendo que o silício tem
uma banda proibida de 1,2 eV de “gap” de energia, qual o maior
comprimento de onda da radiação transmitida que podia ser
detectado pelo fotodetector?
(Dados: h = 4x10-15 eV.s, c = 300.000 km/s)
Q812320
Física
As polarizações circular, elíptica e linear, do ponto de vista
clássico, são descritas a partir do comportamento
espaço-temporal da amplitude de uma onda eletromagnética.
A descrição dos estados de polarização sob o ponto de vista dos
fótons com momento angular L, momento linear p e vetor de onda
k diz que a luz no estado de polarização P é representada pela
superposição coerente de iguais quantidades de fótons em dois
estados de polarização, R e L, respectivamente, resultado da
Q812319
Física
O oscilador harmônico é de fundamental importância para a física
porque, virtualmente, todo movimento oscilatório com pequena
amplitude de oscilação pode ser analisado na aproximação de
osciladores harmônicos. Do ponto de vista da Física Clássica,
esse problema surge quando se analisa movimentos governados
pela Lei de Hooke com a partícula presa a um potencial
obedecendo a uma função parabólica. A solução clássica é dada
pela combinação linear de funções trigonométricas periódicas.
O problema do oscilador harmônico quântico apresenta uma forma
alternativa de solução desse problema. Essa solução parte da
definição de um operador que permite que se descreva o espectro
de energia e funções de onda associada, sem a necessidade de
resolver a equação de Schödinger. A formulação matemática
desse operador permite, inclusive, que facilmente se estenda para
outros problemas mais complexos. Como é denominado esse
operador?
Q812318
Física
Na construção de micro ou nanoestruturas em laboratório, ao
observarmos objetos através de um microscópio óptico ou
eletrônico, frequentemente nos deparamos com o problema de
distingui-los pelo fato de eles estarem muito próximos uns dos
outros. Qual propriedade do instrumento está associada à
capacidade de fazer essa distinção durante a observação?
Q812317
Física
Para estudar a estrutura cristalina de um substrato semicondutor
utilizado no desenvolvimento de dispositivos microestruturados,
um técnico dos Laboratórios de Microtecnologia Aplicada utiliza a
técnica de difração de raios X. Segundo indicação do fabricante
do difratômetro de raios X, que utiliza a técnica de medição na
configuração θ-2θ, conforme indicado na figura, o comprimento de
onda da radiação é 0,229 nm.
Se o técnico observou o primeiro pico de difração em 114,7°, qual é a distância interplanar da estrutura cristalina?
Se o técnico observou o primeiro pico de difração em 114,7°, qual é a distância interplanar da estrutura cristalina?
Q812316
Física
Dentre as ligações moleculares, aquela que é regida
essencialmente pelas interações do tipo dipolo elétrico – dipolo
elétrico é a ligação
Q812315
Física
O interferômetro de Michelson é um importante dispositivo
experimental baseado no efeito de interferência entre ondas
eletromagnéticas coerentes. Seu princípio de funcionamento é
baseado em um feixe de luz monocromática que é dividido em dois
percorrendo caminhos ortogonais entre si. Padrões de
interferência apresentando franjas são observados em um
anteparo quando esses feixes que estão ópticamente alinhados
se interferem. Este aparato apresenta uma grande capacidade de
resolução para detectar alterações nos caminhos ópticos dos dois
braços. A grande precisão da medida para detectar
deslocamentos entre posições dos máximos e mínimos das
franjas de interferência possibilitou a sua utilização por
Michelson-Morley para comprovação da não existência do Éter.
O interferêmetro montado sobre uma base giratória permitia
alternar seus braços com relação à direção de rotação da Terra
em sua órbita em torno do sol. Considerando-se que a luz
monocromática utilizada no experimento era de 550 nm, o
caminho óptico de cada braço do interferômetro era igual e media
11,0 m, e considerando que a velocidade de translação da Terra
em torno do Sol é de 30 km/s, qual o deslocamento esperado entre
as franjas quando o interferômetro era girado de 90º com
relação à direção de translação da Terra em sua órbita?
(Considere c = 300.000 km/s).
Q812314
Física
Um feixe de luz linearmente polarizada atravessa um sistema
óptico conforme indicado na figura abaixo.
Qual é a alternativa que indica o estado de polarização da luz emergente da placa de um quarto de onda?
Qual é a alternativa que indica o estado de polarização da luz emergente da placa de um quarto de onda?
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