A meia-vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo em que uma amostra deste elemento se reduz à metade. Esse intervalo de tempo denomina-se:

Em 26 de abril de 1986, o reator 4 da usina nuclear de Chernobyl, na atual Ucrânia, explodiu durante um teste de segurança, devido a uma combinação de erros humanos. Esse foi o pior desastre nuclear da história.
Entre os resíduos radioativos mais poluentes provenientes do desastre, estão os isótopos, com a respectiva meia-vida entre parênteses: Xenônio-133 (¹³³Xe - 5,2 dias), Iodo-131 (¹³¹I - 8 dias), Césio-134 (¹³⁴ Ce - 2 anos), Estrôncio-90 (⁹⁰Sr - 28,8 anos) e Césio-137 (¹³⁷Ce - 32,2 anos). Atualmente, e por vários anos a seguir, o ⁹⁰Sr e o ¹³⁷Ce são as principais fontes de radiação na região afetada pela explosão.
A figura abaixo mostra, em particular, a cadeia de decaimentos que leva o ¹³⁷Ce ao isótopo estável Bário-137 (¹³⁷Ba).


Os processos indicados pelas setas (1), (2) e (3) são, respectivamente, decaimentos

Leia o texto a seguir.

No museu do Amanhã, a exposição “Cosmos” faz uma abordagem científica, associando a composição atômica humana à composição de parte de uma estrela, contribuindo para o entendimento de como se comporta a matéria do ponto de vista atômico e subatômico.

Com base nos conhecimentos sobre Física Moderna, considere as afirmativas a seguir.

I. No efeito fotoelétrico, uma luz monocromática que incide na superfície de um metal, cuja energia seja hf = função trabalho (Ω), arranca elétrons se, e somente se, a soma das energias cinética e da função trabalho forem iguais a hf.

II. No átomo de hidrogênio, os níveis de energia são indicados por n, onde a energia calculada para cada nível é dada por E_n = −(1/n²)2, 18 × 10⁻¹⁸J.

III. Max Planck considerou que os átomos que constituem um corpo aquecido se comportam como osciladores anarmônicos, que têm suas energias distribuídas de forma contínua, independentemente da temperatura do corpo.

IV. Na teoria da relatividade especial, as Leis Físicas são as mesmas para quaisquer observadores em qualquer movimento, e a velocidade da luz no vácuo possui valores específicos para observadores em diferentes referenciais.

Assinale a alternativa correta.

“Com o advento da Física Moderna, novas ideias, postulados, teorias e princípios foram descobertos e desenvolvidos, modificando completamente a forma como os cientistas enxergam o universo. Dentre estas novidades, existe um princípio que afirma ser impossível determinar simultaneamente, com precisão absoluta, os valores de determinados pares de grandezas físicas ditas conjugadas. Desse modo, em um sistema quântico, existe uma limitação em relação à precisão da medida dos valores da posição e da quantidade de movimento de uma partícula.” Trata-se do seguinte Princípio da Física Moderna:

Define-se a meia vida de um material radioativo como o tempo para que sua emissão caia à metade. Suponha que uma amostra de material radioativo emitia 120 partículas α por minuto. Depois de 60 dias a amostra passou a emitir 15 partículas α por minuto. A meia-vida da amostra de material radioativo é, em dias, igual a

A radiação X, com comprimentos de onda entre 0,01 nm a 10 nm, tem frequência menor do que a frequência

Há processos que ocorrem na estrutura eletrônica dos átomos em que um elétron pode ganhar ou perder energia. Nesses processos, o elétron passa de um nível de energia para outro, e a diferença de energia desses dois níveis, em alguns desses processos, pode ser emitida como um fóton de luz. O fóton possui energia que pode ser determinada por uma relação direta com a frequência da luz por meio da equação E = h . f, onde E é a energia do fóton, h é a constante de Planck (h = 6,6 x 10-34 J.s) e f é a frequência da luz emitida. Nessas situações, uma unidade de energia muito utilizada é o elétron-volt (eV), sendo que 1 eV = 1,6 x 10-19J. Considere dois níveis de energia eletrônicos com valores de E1= -2,93eV e de E2 = -1,28 eV, e um elétron que decai do nível E2 para o nível E1, emitindo um fóton. Qual é, aproximadamente, a frequência da luz associada a esse fóton?

A física quântica oferece as bases conceituais que permitem avaliar o estado do elétron no átomo. Um destes princípios é a regra de Hund a qual estabelece que, para orbitais atômicos “degenerados”, o menor valor de energia será obtido quando o número de elétrons com

Analise as proposições com relação à mecânica clássica, à mecânica relativística e à mecânica quântica.

I. A mecânica clássica é válida para descrever os movimentos cujas velocidades sejam próximas à velocidade da luz.
II. Quanto mais próxima da velocidade da luz estiver a velocidade de uma partícula menor serão os efeitos relativísticos.
III. A mecânica quântica deve ser utilizada para se estudar o movimento de partículas subatômicas.
IV. A dualidade onda-partícula refere-se ao fato de que partículas podem exibir comportamento ondulatório, e radiação pode ter comportamento corpuscular.
V. No efeito fotoelétrico assume-se que a radiação eletromagnética é constituída por um feixe de partículas (fótons).
Assinale a alternativa correta.

No início da chamada mecânica quântica, vários modelos para sistemas físicos conhecidos foram elaborados e suas previsões comparadas com resultados experimentais, para que a veracidade das ideias fundamentais da teoria fosse verificada. Um deles é o modelo do átomo de hidrogênio, feito pelo físico dinamarquês Niels Bohr. Marque a alternativa que apresenta uma afirmativa INCORRETA relacionada a esse modelo.

Na contemporaneidade, vivemos o predomínio das imagens visuais, conforme sugere a figura 1. Nesse aspecto, percebê-las como portadoras de conceitos e sentidos leva teóricos a discutirem sobre a necessidade da alfabetização visual. Tanto a imagem quanto a sua leitura produzem conceitos e transformam a percepção da realidade e seu contexto cultural.

Com base nas concepções de leitura de imagem e cultura visual, atribua V ( verdadeiro) ou F ( falso) às afirmativas a seguir.

( ) Ao ler a imagem, cruzamos informações do objeto, suas características formais, cromáticas, com informações do leitor, seu conhecimento, suas deduções, imaginação. Dessa forma, a leitura implica o que vemos e o que conhecemos.

( ) Ao ler a imagem, percebemos que não existem receptores nem leitores, mas construtores de significados que leem a partir de suas referências culturais.

( ) Ao ler a imagem, consideramos que os objetos de estudo e a produção envolvem os modos de ver, sentir e imaginar, e que a percepção é uma interpretação, significação dada pelo espectador/observador.

( ) Ao ler a imagem, compreendemos que ela constitui um modo de linguagem na composição e envolve a compreensão das mensagens em diversos níveis, considerando os seus elementos estruturais.

( ) Ao ler a imagem, identificamos um sinal com significado único, os símbolos visuais são dispostos a fim de representar as imagens de modo sistemático e baseado nas regras da linguagem articulada.

Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta.

Analise as proposições com relação à Física Moderna.

I. As ondas gravitacionais propagam-se com a mesma velocidade que as ondas eletromagnéticas e foram previstas pela Teoria da Relatividade.

II. No modelo atômico de Bohr, o núcleo possui apenas nêutrons, enquanto os prótons e os elétrons estão na eletrosfera.

III. No efeito fotoelétrico, um fóton incide sobre a superfície de um material e a partir de uma certa frequência é possível emitir um elétron. A frequência na qual é possível emitir um elétron é fixa e independe do material no qual a luz incide.

IV. A célula solar é um dispositivo que utiliza o efeito fotoelétrico para transformar energia solar em energia elétrica.

V. A dualidade onda partícula refere-se ao fato que uma partícula pode se comportar como uma onda

Assinale a alternativa correta.

Ao conceber um ser cujas faculdades são tão aguçadas que ele consegue acompanhar cada molécula em seu curso, esse ser, cujos atributos são ainda essencialmente tão finitos quanto os nossos, seria capaz de fazer o que atualmente nos é impossível fazer. Consideramos que as moléculas em um recipiente cheio de ar, a uma temperatura uniforme, movem-se com velocidades que não são de modo algum uniformes. Suponhamos agora que tal recipiente é separado em duas porções, A e B, por meio de uma divisória na qual há um pequeno orifício, e que um ser, que pode ver as moléculas individuais, abre e fecha esse orifício, de forma a permitir que somente as moléculas mais rápidas passem de A para B, e somente as mais lentas passem de B para A. Ele irá, portanto, sem nenhum trabalho, elevar a temperatura de B e baixar a de A, contradizendo a 2ª lei da termodinâmica.

Fonte: https://www.scientiaplena.org.br/sp/article/download/635/296 (Adaptado).

O enunciado refere-se ao experimento mental intitulado

Filmes de ficção, como Star Wars (Guerra nas Estrelas), mostram voos de espaçonaves e suas manobras direcionais, além de batalhas envolvendo naves e civilizações tecnologicamente avançadas. Em relação a esses filmes, é correto afirmar que eles

As radiações eletromagnéticas possuem diversas aplicabilidades na vida cotidiana, e o espectro das mais utilizadas pela humanidade é formado por radiações que possuem comprimentos de onda que vão desde dimensões atômicas (raios X e radiação gama) até centenas de metros (ondas de rádio). Conforme a ciência atual postula, a radiação eletromagnética possui caráter dual: pode ser considerada partícula ou onda, dependendo da situação em estudo. Pode-se associar a cada feixe de radiação eletromagnética um feixe de partículas chamadas de fótons, e a energia de cada fóton depende de uma constante, chamada de constante de Planck (h = 6,64 x 10^-34 J.s), e é diretamente proporcional à frequência da radiação.

Sobre as radiações eletromagnéticas são feitas as seguintes afirmações:

I. Quanto menor o comprimento de onda da radiação eletromagnética maior a energia do fóton a ela associado.

II. Quanto menor a energia de um dado fóton associado a uma dada radiação eletromagnética menor a sua velocidade de propagação.

III. A energia de um feixe eletromagnético constituído de radiação de frequência constante é discreta, ou seja, só pode assumir valores múltiplos inteiros de um valor mínimo.

Em relação às afirmações acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.

O conceito clássico de trajetória de uma partícula não é adequado para descrever sistemas subatômicos, onde devemos considerar a Mecânica Quântica. A própria ideia de localização de uma partícula é um tanto inapropriado. Ao invés da localização de uma partícula temos geralmente regiões onde há maior ou menor probabilidade de detectá-­la ao fazermos uma medida. Sobre isto há um princípio segundo o qual não podemos, em um mesmo instante, determinar a localização e a velocidade da partícula com precisão arbitrária. Este princípio é o:

Leia o texto.
A polonesa Maria Skodovska Curie (1867–1934) é considerada a “mãe da Física Moderna” e a “patrona da Química”. Madame Curie, como é conhecida, é famosa por sua pesquisa inovadora sobre a radioatividade e pela descoberta dos elementos polônio e rádio. Ela teve influência na trajetória de muitas outras mulheres ao redor do mundo, que enfrentavam uma época repleta de preconceitos e dificuldades profissionais. No Brasil, na primeira metade do século XX, tivemos pelo menos três representantes de destaque na área da Física. Yolande Monteux (1910–1998), primeira mulher formada em Física pela USP no Brasil (1938), trabalhou em pesquisas sobre raios cósmicos, tornando-se uma das pioneiras na área. Logo depois, em 1942, duas outras pesquisadoras seguiram os passos dela, graduando-se, também, em Física. Uma delas, Elisa Frota-Pessoa (1921– ), graduada pela UFRJ, trabalhou com Física Experimental. Dentre sua obra, destaca-se o artigo intitulado “Sobre a desintegração do méson pesado positivo”. A outra foi Sonja Ashauer (1923–1948), também graduada pela USP, e que se tornou a primeira mulher brasileira a concluir um Doutorado em Física, na Universidade de Cambridge (Inglaterra), com uma tese sobre elétrons e radiações eletromagnéticas.
Podemos afirmar que algumas áreas da Física contempladas pelos estudos citados no texto são

Com base nos conceitos de Física Moderna e radioatividade do carbono 14 (¹⁴C), considere as afirmativas a seguir.
I. Para medir a idade de uma pintura rupestre como a da figura 6, é necessário saber que o tempo de meia vida do ¹⁴C é de 1273 anos. II. Quando qualquer organismo morre, a quantidade de ¹⁴C começa a aumentar, pois as outras quantidades moleculares presentes no organismo diminuem. III. O ¹⁴C é formado, naturalmente, via raios cósmicos quando esses interagem com núcleos de nitrogênio dispersos na atmosfera. IV. A técnica de ¹⁴C para datação de cadáveres antigos só se aplica a amostras que tenham, no máximo, 70 mil anos.
Assinale a alternativa correta.

O texto cita o termo radiação nos trechos: “radiação, que engloba os raios cósmicos galácticos e solares” e “absorção de 330 milisierverts de radiação no organismo”. O texto não está fazendo alusão às emissões de partículas, mas sim às ondas eletromagnéticas.
É correto afirmar que essas ondas

Uma técnica muito conhecida para se estimar a idade de um fóssil é através da quantidade de Carbono-14 contida nele. Este isótopo radioativo decai espontaneamente para o elemento Nitrogênio-14 através da emissão de uma partícula beta. Uma curva típica de decaimento do Carbono-14 é mostrada na figura abaixo. Pesquisadores desejam estimar a idade de uma concha marinha encontrada em um sítio arqueológico. Se eles determinam que ela contém aproximadamente 3,13% de Carbono-14 em relação à quantidade presente em um organismo vivo do mesmo tipo, assinale a alternativa que indica CORRETAMENTE a idade estimada para o fóssil.