Em um laboratório didático há um gerador de ondas estacionárias em que uma corda tem suas extremidades fixas, cada uma, em um motor. Ao girar, os motores produzem oscilações na corda e, devido aos fenômenos da reflexão e da interferência, se estabelece o padrão estacionário de propagação representado na figura.

Considerando que a distância entre os pontos A e B, onde as extremidades da corda estão presas nos motores, seja L, que a frequência de propagação dessas ondas nessa corda seja f e que sua velocidade de propagação seja v, pode-se afirmar que

A luz branca do Sol é formada por uma mistura de várias cores, cada uma com um comprimento de onda diferente. Quando o Sol está próximo do horizonte, o caminho percorrido pela luz para chegar aos nosso olhos, depois de cruzar a atmosfera, é maior. Nesse percurso, as luzes de cores violeta, anil e azul são as que sofrem maior espalhamento e as que menos chegam aos nossos olhos. As luzes de cores vermelha e laranja são as que menos sofrem espalhamento e alcançam nossos olhos mais facilmente.

A figura a seguir representa o espectro eletromagnético da luz visível.

De acordo com as informações apresentadas, durante o nascer e o pôr do Sol, o céu apresenta uma coloração avermelhada porque

Na ala de exames por imagem de um hospital, uma criança observa que há duas salas, uma para exames de raios X e outra para exames de ultrassom. Curiosa e interessada em saber as diferenças entre esses equipamentos de geração de imagens, essa criança pede a um funcionário do hospital informações sobre as ondas de raios X e de ultrassom. O funcionário dará uma informação correta à criança se lhe disser que

Sabe-se que o funcionamento de um equipamento de limpeza de instrumental cirúrgico que opera à base de ultrassom em água tem melhor eficiência quando o comprimento de onda da onda ultrassônica é aproximadamente igual ao tamanho típico do resíduo a ser limpo. Neste caso, calcule qual deve ser a frequência do ultrassom em uma lavadora ultrassônica para que ela seja eficiente ao limpar resíduos com tamanho típico de 1,0 mm. Dados: velocidade do som na água v = 1500 m/s; 1 MHz = 10⁶ Hz.

Ondas eletromagnéticas, emitidas por um dispositivo laser utilizado em um procedimento médico, vibram transversalmente à sua direção de propagação. A direção de vibração das ondas eletromagnéticas caracteriza a sua:

Em uma piscina para exercícios fisioterápicos, há uma raia longa de 20 m de comprimento. Considere o eixo x ao longo dessa raia. No início da raia, na posição x = 0, há um dispositivo que produz uma onda progressiva senoidal na superfície da água, que oscila transversalmente à direção x com amplitude máxima ymax = 10 cm. A frequência de oscilação do dispositivo é ajustada de modo que o comprimento de onda da onda na água vale λ = 0,80 m. Supondo que em um dado instante a frente da onda já avançou 16 m na raia, calcule a amplitude da onda na posição x = 12 m, sabendo que, neste mesmo instante, a amplitude da onda vale y = −10 cm na posição x = 1,8 m. Considere o valor de y_max constante ao longo da propagação da onda.

Em abril de 2019, pesquisadores divulgaram a primeira imagem direta dos arredores de um buraco negro. Um buraco negro recebe este nome porque exerce uma atração gravitacional tão extrema que nem a luz pode escapar. De fato, de maneira mais geral, as cores dos objetos, como observamos, são resultado dos comprimentos de onda da luz visível que eles predominantemente refletem, enquanto os outros comprimentos de onda da luz são por eles absorvidos. Assim, o objeto de cor negra absorve todos os comprimentos de onda da luz visível.

Considere dois objetos que apresentam, respectivamente, as cores branca e vermelha, quando iluminados por luz branca. Quando iluminados por uma luz monocromática de cor azul, os dois objetos apresentam, respectivamente, as cores

Buscando estudar a geração e detecção de ondas eletromagnéticas, o físico alemão Heinrich Hertz (1857 – 1894) notou que o brilho provocado por faíscas do transmissor que emitiam estas ondas melhoravam o desempenho do detector. Em seguida concluiu que este brilho se dava pelas radiações ultravioletas emitidas por essas faíscas ao que se designou por efeito fotoelétrico, sobre este fenômeno somente uma alternativa está incorreta:

A fonte vital de Luz para todos os seres vivos do Planeta Terra é o Sol, outras fontes são provenientes, por exemplo, de diversos tipos de lâmpadas em nosso cotidiano (filamentos incandescentes, fluorescência, diodo emissor de luz, etc.). Conhecimentos elementares sobre a natureza da Luz é fundamental para a formação científica de todos os cidadãos, assim, escolha a alternativa que está em desconforme com uma conceitualização científica sobre as ondas eletromagnéticas:

Três tipos de laser comumente utilizados para depilação têm comprimentos de onda λ₁ = 760 nm , λ₂ = 800 nm e λ₃ = 1060 nm , respectivamente. Se a velocidade da luz vale c = 3, 0 x 10⁸ m/s, o laser de maior frequência tem uma frequência de aproximadamente

A sensibilidade visual de humanos e animais encontra-se dentro de uma estreita faixa do espectro da radiação eletromagnética, com comprimentos de onda entre 380 nm e 760 nm. É notável que os vegetais também reajam à radiação dentro desse mesmo intervalo, incluindo a fotossíntese e o crescimento fototrópico. A razão para a importância dessa estreita faixa de radiação eletromagnética é o fato de a energia carregada por um fóton ser inversamente proporcional ao comprimento de onda. Assim, os comprimentos de onda mais longos não carregam energia suficiente em cada fóton para produzir um efeito fotoquímico apreciável, e os mais curtos carregam energia em quantidade que danifica os materiais orgânicos.

(Knut Schmidt-Nielsen. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente, 2002. Adaptado.)

A tabela apresenta o comprimento de onda de algumas cores do espectro da luz visível:

Sabendo que a energia carregada por um fóton de frequência f é dada por E = h × f, em que h = 6,6 × 10^–34 J·s, que a velocidade da luz é aproximadamente c = 3 × 10⁸ m/s e que 1 nm = 10^–9 m, a cor da luz cujos fótons carregam uma quantidade de energia correspondente a 3,96 × 10^–19 J é 

Numa bonita tarde de outono e com o céu limpo de nuvens, é possível ver uma das belas cenas da Natureza: o nascer, ou o por, do Sol ou da Lua cheia. A beleza se dá porque, nesse instante, o “tamanho“ avistado do Sol ou da Lua está consideravelmente ampliado. É comum algumas pessoas acharem que isso ocorre por esses astros estarem mais próximos da Terra. Entretanto, essa percepção é equivocada.
Tendo como base a cena descrita, o correto é afirmar que 

O Brasil está desenvolvendo um dos laboratórios mais avançados de ótica no mundo, o laboratório Sirius - em Campinas/SP, com tecnologia nacional que é produto dos esforços dos cientistas e engenheiros brasileiros envolvidos no projeto. “As seis primeiras estações experimentais de pesquisa do Sirius – nanoscopia de raios X, espalhamento coerente de raios X, micro e nano cristalografia macromolecular, por exemplo –, acessíveis a partir do próximo ano [2019], foram selecionadas para atender tanto à demanda “da nova ciência e da tecnologia avançada” e às tecnologias mais utilizadas pelo usuário, como para permitir o avanço de investigações em áreas estratégicas como óleo e gás, saúde, entre outras, ressalta Antônio José Roque da Silva [diretor-geral do CNPEM e responsável pelo projeto Sirius desde 2009]. 
(Fonte: O Estado de São Paulo.)
A luz, ou radiação, síncrotron é um tipo de radiação eletromagnética de alto fluxo e alto brilho que se estende por uma faixa ampla do espectro eletromagnético desde a luz infravermelha, passando pela radiação ultravioleta e chegando aos raios X. A luz síncrotron é capaz de penetrar a matéria e revelar características da estrutura molecular e atômica. O amplo espectro dessa radiação permite aos pesquisadores utilizar os comprimentos de onda mais adequados para o experimento que desejam executar (Fonte:RevistaFapesp/ 2018).
Tabela: Espectro eletromagnético. Raio X                  0,01 nm - 10 nm Ultravioleta            10 nm - 400 nm Luz visível           400 nm - 750 nm Infravermelho         750 nm - 1 mm
Considere que se deseja estudar as propriedades dos materiais por meio da radiação síncrotron cujos comprimentos de onda envolvidos estão na escala molecular(nanômetro), 1nm = 10^-9 m. Assinale a alternativa que apresenta corretamente, a frequência em Hz da radiação que tem comprimento de onda nesta escala e o tipo de radiação a que corresponde. Adote para a velocidade da luz o valor de 3✕10⁸m/s.

Dispositivos Bluetooth operam em uma faixa de frequência de rádio conhecida como ISM (industrial, scientific, medical), localizada entre 2,400 GHz e 2,485 GHz. Sobre o comprimento de onda λ no extremos inferior e superior ( λ INFERIOR e λSUPERIOR) dessa faixa, é correto afirmar que 

Um violonista dedilha uma corda do seu violão deixando-a livre, sem apertá-la com o seu dedo no traste. Denote-se por v a velocidade de propagação da onda na corda, por λ o comprimento de onda e por f a frequência do som emitido. Comparando-se o que acontece com v, λ e f quando o violonista dedilhar a mesma corda, apertando-a, com seu dedo, no sexto traste tem-se:

No dia 10 de abril de 2019, a equipe do Event Horizon Telescope (EHT, “Telescópio Horizonte de Eventos”) divulgou a primeira imagem de um buraco negro, localizado no centro da galáxia M87, obtida por um conjunto de telescópios com diâmetro efetivo equivalente ao da Terra, de 12.700 km. Devido ao fenômeno físico da difração, instrumentos óticos possuem um limite de resolução angular, que corresponde à mínima separação angular entre dois objetos que podem ser identificados separadamente quando observados à distância. O gráfico mostra o limite de resolução de um telescópio, medido em radianos, como função do seu diâmetro, para ondas luminosas de comprimento de onda de 1,3 mm, igual ao daquelas captadas pelo EHT. Note a escala logarítmica dos eixos do gráfico.

Sabe‐se que o tamanho equivalente a um pixel na foto do buraco negro corresponde ao valor da menor distância entre dois objetos naquela galáxia para que eles possam ser identificados separadamente pelo EHT. Com base nas informações anteriores e na análise do gráfico, e sabendo que a distância da Terra até a galáxia M87 é de 5 × 10²⁰ km, indique o valor mais próximo do tamanho do pixel.

Considere as afirmações abaixo, sobre o fenômeno da difração.

I - A difração é um fenômeno ondulatório que ocorre apenas com ondas sonoras.

II - A difração que ocorre quando uma onda atravessa uma fenda é tanto mais acentuada quanto menor for a largura da fenda.

III- A difração que ocorre quando uma onda atravessa uma fenda é tanto mais acentuada quanto maior for o comprimento de onda da onda.

Quais estão corretas?

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Na propagação de uma onda mecânica longitudinal, o meio é deslocado ........ à direção de propagação, ........ ao transporte de energia. Nessa propagação, ........ transporte de matéria.

Uma onda sonora propagando-se no ar é uma sucessão de compressões e rarefações da densidade do ar.

Na figura abaixo, estão representadas, esquematicamente, ondas sonoras estacionárias em dois tubos, 1 e 2, abertos em ambas as extremidades. Os comprimentos dos tubos 1 e 2 são, respectivamente, L e L/2.

Sendo λ₁ e λ₂ os respectivos comprimentos de onda das ondas representadas nos tubos 1 e 2, e f₁ e f₂ suas frequências, as razões entre os comprimentos de onda λ₁/λ₂ e as frequências f₁/f₂ são, nessa ordem,

Em 12 de agosto de 2018, a NASA lançou uma sonda espacial, a Parker Solar Probe, com objetivo de aprofundar estudos sobre o Sol e o vento solar (o fluxo contínuo de partículas emitidas pela coroa solar). A sonda deverá ser colocada em uma órbita tal que, em seu ponto de máxima aproximação do Sol, chegará a uma distância deste menor que 1/24 da distância Sol-Terra.

Considere F_T o módulo da força gravitacional exercida pelo Sol sobre a sonda, quando esta se encontra na atmosfera terrestre, e considere F_S o módulo da força gravitacional exercida pelo Sol sobre a sonda, quando a distância desta ao Sol for igual a 1/24 da distância Sol-Terra.

A razão F_S/F_T entre os módulos dessas forças sobre a sonda é igual a