Gabarito no final das questões.
Lista de 10 exercícios Física Moderna - Física
01 – Considerando os processos que ocorrem na lâmpada fluorescente,
podemos afirmar que a explicação para a emissão de luz envolve o conceito de
a) colisão elástica entre
elétrons e átomos de mercúrio. b)
efeito fotoelétrico.
c) modelo ondulatório para
radiação. d)
níveis de energia dos átomos.
02 – Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas
no texto abaixo.
A chamada experiência de
Rutherford (1911-1913), consistiu essencialmente em lançar, contra uma lâmina
muito delgada de ouro, um feixe de partículas emitidas por uma fonte
radioativa. Essas partículas, cuja carga
elétrica é .........., são conhecidas como partículas .......... .
a) positiva – alfa b) positiva – beta c) nula – gama d) negativa – alfa e) negativa - beta
03 – O decaimento de um átomo, de um nível de energia excitado para
um nível de energia mais baixo, ocorre com a emissão simultânea de radiação
eletromagnética.
A esse respeito, considere as
seguintes afirmações.
I - A intensidade da radiação
emitida é diretamente proporcional à diferença de energia entre os níveis
inicial e final envolvidos.
II - A freqüência da radiação
emitida é diretamente proporcional à diferença de energia entre os níveis
inicial e final envolvidos.
III - O comprimento de onda da
radiação emitida é inversamente proporcional à diferença de energia entre os
níveis inicial e final envolvidos.
Quais estão corretas?
a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e)
I, II e III.
04 – A função trabalho de um dado metal é 2,5 eV.
a) Verifique se ocorre emissão
fotoelétrica quando sobre esse metal incide luz de comprimento de onda λ =
6,0×10-7 m. A constante de Planck é h ≈ 4,2×10-15 eV∙s e
a velocidade da luz no vácuo é c = 3,0×108 m/s.
b) Qual é a freqüência mais baixa
da luz incidente capaz de arrancar elétrons do metal?
05 – Na figura a seguir está representado um aparato experimental,
bastante simplificado, para a produção de raios X. Nele, elétrons, com carga
elétrica q=-1,6×10-19C, partem do repouso da placa S1 e
são acelerados, na região entre as placas S1 e S2, por um
campo elétrico uniforme, de módulo E=8×104 V/m, que aponta de S2
para S1. A separação entre as placas é d=2×10-1 m. Ao
passar pela pequena fenda da placa S2, eles penetram em uma região
com campo elétrico nulo e chocam-se com a placa A, emitindo então os raios X.
a) Calcule a diferença de
potencial U2 – U1 entre as placas S2 e S1.
b) Calcule a energia cinética com
que cada elétron passa pela fenda da placa S2.
c) Suponha que toda a
energia cinética de um determinado elétron seja utilizada para a produção de um
único fóton de raio X. Usando a constante de Planck h = 6,7×10-34
J/s, calcule qual a freqüência deste fóton.
06 – Na figura a seguir, as flechas numeradas de 1 até 9
representam transições possíveis de ocorrer entre alguns níveis de energia do
átomo de hidrogênio, de acordo com o modelo de Bohr. Para ocorrer uma
transição, o átomo emite (ou absorve) um fóton cuja energia (hc/λ) é igual a
|∆E| (h é a constante de Planck, c é a velocidade da luz no vácuo, λ é o
comprimento de onda do fóton e ∆E é a diferença de energia entre os dois níveis
envolvidos na transição). Suponha que o átomo emite os fótons X e Y, cujos
comprimentos de onda são, respectivamente, λx = 1,03 x 10-7 m e λy =
4,85 x 10-7 m. As transições corretamente associadas às emissões
desses dois fótons são (use h = 4,13 x 10-15 eV.s e c = 3,0 x 108
m/s):
a) 4 e 8 b) 2 e 6 c)
3 e 9 d) 5 e 7 e) 1 e 7
07 – Um astronauta é colocado a bordo de uma espaçonave e enviado
para uma estação espacial a uma velocidade constante v = 0,8 c, onde c é a
velocidade da luz no vácuo. No referencial da espaçonave, o tempo transcorrido
entre o lançamento e a chegada na estação espacial foi de 12 meses. Qual o
tempo transcorrido no referencial da Terra, em meses?
08 – Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S):
(01) Devido à alta freqüência da
luz violeta, o "fóton violeta" é mais energético do que o "fóton
vermelho".
(02) A difração e a interferência
são fenômenos que somente podem ser explicados satisfatoriamente por meio do
comportamento ondulatório da luz.
(04) O efeito fotoelétrico
somente pode ser explicado satisfatoriamente quando consideramos a luz formada
por partículas, os fótons.
(08) A luz, em
certas interações com a matéria,
comporta-se como uma onda eletromagnética; em outras interações ela se comporta
como partícula, como os fótons no efeito fotoelétrico.
(16) O efeito fotoelétrico é
conseqüência do comportamento ondulatório da luz.
09 – A intensidade luminosa é a quantidade de energia que a luz
transporta por unidade de área transversal à sua direção de propagação e por
unidade de tempo. De acordo com Einstein, a luz é constituída por partículas,
denominadas fótons, cuja energia é proporcional à sua freqüência.
Luz monocromática com freqüência
de 6 x 1014 Hz e intensidade de 0,2 J/m².s incide perpendicularmente
sobre uma superfície de área igual a 1 cm². Qual o número aproximado de fótons
que atinge a superfície em um intervalo de tempo de 1 segundo?
(Constante de Planck: h = 6,63 x
10-34J.s)
a) 3 x 1011 b) 8 x 1012 c) 5 x 1013 d) 4 x 1014 e) 6 x 1015
10 – Para explicar o efeito fotoelétrico, Einstein, em 1905,
apoiou-se na hipótese de que:
a) a energia das ondas
eletromagnéticas é quantizada.
b) o tempo não é absoluto, mas
depende do referencial em relação ao qual é medido.
c) os corpos contraem-se na
direção de seu movimento.
d) os elétrons em um átomo
somente podem ocupar determinados níveis discretos de energia.
e) a velocidade da luz no vácuo
corresponde à máxima velocidade com que se pode transmitir informações.
Gabarito
1- d; 2- a; 3- d; 4- a) Não ocorrerá emissão, b) 6,0 × 1014 Hz;
5- a) 1,6 × 10-4 V, b) 2,56 × 10-15
J, c) 3,82 × 1018 Hz; 6-
b; 7- 20 meses; 8- 01, 02, 04, 08; 9- c;
10- a;
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