A figura a seguir ilustra um grande reservatório de água de profundidade H = 20,0 m. Um tubo horizontal 4,0 cm de diâmetro passa através a barragem na profundidade de 8,0 m.

Qual o volume de água que sai do tubo em 3,0 h?

Em um laboratório de física nuclear, um contador Geiger-Müller é utilizado para monitorar uma fonte fraca de radiação. Em uma primeira medida de 20 s, apenas com a radiação de fundo, são registradas 40 contagens. Em uma segunda medida, também de 20 s, com a fonte posicionada junto ao detector, são registradas 85 contagens. Assuma que as contagens seguem estatística de Poisson. Então, a taxa líquida de contagem da fonte, em contagens por segundo, com sua respectiva incerteza estatística, é aproximadamente 

Em muitos sistemas quânticos reais, como elétrons aprisionados em armadilhas ópticas, poços quânticos semicondutores ou mesmo em modelos efetivos de osciladores harmônicos quânticos, o estado da partícula pode ser descrito por uma função de onda gaussiana. Esse tipo de função representa um estado fortemente localizado no espaço, mas que, devido ao Princípio da Incerteza de Heisenberg, não pode ter posição e momento simultaneamente bem definidos. Considere que a função de onda de uma partícula em uma dimensão é dada por Ѱ(x) = (π/α)^−1/4exp(−α²x ² /2), onde α é um parâmetro real positivo associado ao grau de localização espacial da partícula.

Qual é a expressão CORRETA para a variância da variável x nesse estado quântico?

Supondo que a molécula de H₂ se comporte como um oscilador harmônico com força constante de 573 N/m. Assinale a alternativa que informa o número quântico vibracional para o qual a molécula se dissociaria em 3,0 eV.

Um dos radioisótopos mais importantes da física nuclear aplicada à medicina é o ²²11Na, que decai emitindo pósitrons β⁺. Esse tipo de decaimento está na base do funcionamento de equipamentos de Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET), utilizados para a visualização de processos metabólicos no corpo humano. No decaimento de pósitrons, um próton do núcleo transforma-se em um nêutron, com a emissão de um pósitron e um neutrino: ²²11Na  ²²10Ne + β⁺ + ν.

Determine a energia Q liberada nesse decaimento quando o núcleo filho é formado em seu estado fundamental. 

Dados: as energias de ligação nucleares são −5,182 MeV e −8,025 MeV para o ²²Na e o ²²Ne, respectivamente, e a energia de repouso do elétron MeV. 

A medição do comprimento de onda no qual a distribuição espectral de uma estrela distante é máxima indica uma temperatura de superfície de 2000 K. Verifica-se que a estrela irradia 100 vezes a potência irradiada pelo Sol.
Sabendo que a temperatura da superfície do Sol é 5800 K, estime o raio da estrela em unidades do raio do Sol.

Considere um sistema composto de um elétron que se move em um fio metálico fino de comprimento 1,00 cm como uma aproximação de uma partícula em um poço infinito unidimensional.
Se o elétron estiver em seu estado fundamental, a probabilidade de encontrá-lo na região entre 0 e 0,25 cm é aproximadamente

Uma aplicação importante das ondas de matéria é que elas são utilizadas na construção de microscópios eletrônicos. Microscópios eletrônicos de baixa energia, como os utilizados em LEEM (Low-Energy Electron Microscopy) ou em SEM (Scanning Electron Microscope) de baixa voltagem, exploram o comportamento ondulatório dos elétrons para obter imagens com resolução muito superior à da microscopia óptica convencional.
Determine a energia cinética de um elétron para que seu comprimento de onda seja de 0,039 nm.

Um elétron acelerado a 50 keV em um tubo de raios X sofre duas colisões sucessivas até parar completamente, emitindo dois fótons de bremsstrahlung no processo completo. O segundo fóton emitido tem comprimento de onda de 0,050 nm mais longo que o primeiro.

Qual o comprimento de onda do primeiro fóton?

O efeito fotoelétrico é o fenômeno, no qual elétrons são ejetados de uma superfície metálica, quando ela é iluminada por luz de frequência suficientemente alta, revelando a natureza quântica da radiação eletromagnética. Sabendo que o comprimento de onda de corte do potássio é igual a 558 nm e que uma radiação de comprimento de onda 400 nm incide sobre potássio com intensidade de 10⁻² W/m² , estime o tempo de atraso observado para a emissão de um elétron classicamente.

Em outras palavras, em quanto tempo a energia incidente acumulada é igual à energia da função trabalho do potássio?

Em um laboratório, um gás ideal está contido em um recipiente fechado com volume fixo. Ao aumentar a temperatura do sistema, observa-se aumento da pressão. Esse comportamento é explicado pela lei dos gases perfeitos, pois o(a):

Quando as ondas se propagam em direção a águas mais rasas, as interações com a geometria do fundo contribuem para as modificações no formato da onda. O processo de shoaling ocorre quando:

A geração e a propagação de ondas no oceano é resultado da transferência de energia do ar para a água, por intermédio dos ventos. O desenvolvimento das ondas durante estágios iniciais é caracterizado:

As massas d’água, quando afundam, mantêm, em parte, suas propriedades constantes, permitindo caracterizá-las em razão da temperatura e da salinidade. Assim sendo, pode-se afirmar que esse padrão se mantém devido ao(à): 

A câmara de Wilson e a câmara de bolhas são dispositivos históricos utilizados para visualizar trajetórias de partículas carregadas, baseando-se em estados termodinâmicos metaestáveis. Enquanto a câmara de Wilson utiliza um vapor supersaturado, a câmara de bolhas opera com um líquido superaquecido, onde a passagem de uma partícula ionizante fornece a energia necessária para a formação de núcleos de:

O processo de criação de um par elétron-pósitron a partir de um único fóton de raios gama propagando-se no vácuo é impossível devido à violação simultânea das leis de conservação de:

No experimento de fenda dupla de Young, a condição para interferência construtiva, ou seja, de máximos de intensidade, ocorre quando a diferença de caminho entre as ondas é um múltiplo inteiro do:

O critério de Rayleigh para a resolução angular mínima de uma lente de diâmetro D, operando com luz de comprimento de onda λ, é dado, aproximadamente, por:

No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, a energia do estado fundamental para n=1 é E₁ . A energia do primeiro estado excitado para n=2 é dada por:

Uma partícula de massa m e velocidade v, não relativística, tem um comportamento ondulatório associado. O comprimento de onda de Broglie λ dessa partícula é calculado por: