AVALIAÇÃO 1

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1Partículas subatômicas de alta energia vindas do espaço interagem com átomos nas camadas superiores da atmosfera terrestre, produzindo partículas instáveis chamadas múons. Suponha que um múon, que possui tempo de vida média de 2,2x10^-6 s, esteja viajando para a Terra numa velocidade próxima da luz, cerca de 0,99c. Qual valor será encontrado, no referencial terrestre, para a vida média dessa partícula?
A
12,7 x 10^-6 s.
B
8,2 x 10^-6 s.
C
15,6 x 10^-6 s.
D
10,3 x 10^-6 s.
2Todo o corpo que possui temperatura acima de 0 K emite algum radiação. Ou seja, todos os corpos a nossa volta estão, constantemente, emitindo e absorvendo radiação térmica. Para temperaturas mais usuais, a emissão se dá na faixa do infravermelho, para corpos com maior temperatura, a emissão pode chegar à luz visível, como as estrelas. Considerando um filamento de tungstênio de uma lâmpada, que funciona a 2000 K, de quanto será o comprimento de onda emitido pelo filamento?
A
1,72 micrômetros.
B
1,45 micrômetros.
C
1,25 micrômetros.
D
1,36 micrômetros.
3O efeito túnel, também conhecido como tunelamento quântico, é um fenômeno da Física Quântica que explica a possibilidade de partículas transporem estados de energia proibidos. Sobre as barreiras potenciais e o tunelamento, analise as sentenças, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Se um elétron com energia cinética inicial de 32 eV colide com uma barreira quadrada de altura de 41 eV e largura de 0,25 nm, a probabilidade de tunelamento é de 0,0013.
(    ) Se um próton com energia cinética inicial de 32 eV colide com uma barreira quadrada de altura de 41 eV e largura de 0,25 nm, a probabilidade de tunelamento é de 10^-143.
(    ) É impossível um próton tunelar numa barreira de 41 eV e 0,25 nm, ou seja, a probabilidade de tunelamento é zero.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - F.
B
F - F - V.
C
F - V - V.
D
V - F - F.
4Na Física, não é incomum descrever as características de uma partícula livre, aquela que não sofre ação de força alguma. Considere uma partícula livre, possui uma função de onda descrita na imagem. Para qual valor de x a probabilidade de encontrar essa partícula em um determinado instante t é maior?
A
Valores grandes de x.
B
Em qualquer ponto ao longo do eixo x.
C
Pequenos valores de x diferentes de zero.
D
x = 0.
5Na década de 1920, o modelo atômico de Bohr já havia sido apresentado ao mundo, mas ainda passou por aprimoramentos que contaram com a participação de outros físicos. Quem mais se destacou nos estudos relacionados ao aperfeiçoamento do modelo atômico de Bohr foi o físico alemão Arnold Sommerfeld. Para tanto, surgiu um novo termo que tinha como objetivo explicar e entender novas características atômicas: o "spin". O que é o spin do átomo?
A
É o nível de quantização de energia atômica.
B
É um conceito capaz de explicar os saltos quânticos eletrônicos.
C
É o movimento angular do elétron, que explica o porquê de o espectro atômico apresentar múltiplas linhas, como o efeito Zeeman.
D
É o responsável pela estrutura atômica se manter estável e no estado fundamental.
6A Física Moderna é o estudo da Física desenvolvido no final do século XIX e início do século XX. Em particular, é o estudo da Mecânica
Quântica e da Teoria da Relatividade Restrita. Com relação às contribuições da Física Moderna, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) Demonstra limitações da Física Newtoniana na escala microscópica.
(    ) Nega totalmente as aplicações das leis de Newton.
(    ) Explica o efeito fotoelétrico e o laser.
(    ) Afirma que as leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais.
(    ) Comprova que a velocidade da luz é diferente para quaisquer observadores em referenciais inerciais.
(    ) Demonstra que a massa de um corpo independe de sua velocidade.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - F - V - F - V - F.
B
F - F - V - V - V - F.
C
V - V - F - V - F - V.
D
V - F - V - V - F - F.
7Considere um feixe ultravioleta com comprimento de onda de 254 nm incide sobre uma superfície polida de cobre. Sabendo que o potencial necessário para que o cobre emita fotoelétrons é de 0,181 V, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) O comprimento de onda de corte da superfície do cobre é de 264 nm.
(    ) A função trabalho do metal é de 4,7 eV.
(    ) A frequência de corte do metal é de 2 MHz.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
F - F - V.
B
V - F - F.
C
F - V - F.
D
V - V - F.
8De acordo com os Postulados de Einstein, foi proposto que o comprimento de um corpo, medido em outro referencial em relação ao que está se movendo (na direção da dimensão que está sendo medida), é sempre menor que o comprimento medido inicialmente. Considere um observador que vê uma barra de 4 metros de comprimento passando com uma velocidade igual a 0,6 c em relação a ele. Determine a medida do comprimento dessa barra e assinale a alternativa CORRETA:
A
3,6 metros.
B
3,8 metros.
C
3,4 metros.
D
3,2 metros.
9Laser é uma palavra oriunda da abreviação de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, e significa Amplificação da luz por emissão estimulada de radiação. Dessa forma, o funcionamento do laser se dá por emissão estimulada, um conceito dado por Einstein em 1917. Considere um laser de hélio-neônio que produz um feixe de 1,75 mm de diâmetro, com 2x10^18 fótons/s. Cada fóton tem comprimento de onda de 663 nm. Sobre o exposto, analise as sentenças a seguir:
I- A amplitude do campo elétrico dentro do feixe é de 22 kV/m.
II- A amplitude do campo magnético dentro do feixe é de 46,8 microtesla.
III- Se esse feixe incide perpendicularmente sobre uma superfície perfeitamente refletora, a força exercida no feixe sobre a superfície é 4,19 nN.
IV- Se o feixe for absorvido por um bloco de gelo a 0 ºC, a massa de gelo derretida em 1,5h é de 10,2 g.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças II, III e IV estão corretas.
B
Somente a sentença I está correta.
C
As sentenças I, II e III estão corretas.
D
As sentenças I, III e IV estão corretas.
10Considere a função de onda de uma partícula quântica dada pela equação descrita na imagem. Analise as sentenças a seguir:
I- O valor da constante de normalização A é de 3^1/2.
II- A probabilidade de que a partícula seja encontrada entre x = 0,3 e x = 0,4 é de 0,09.
III- O valor esperado da posição da partícula é 0,75.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças II e III estão corretas.
B
As sentenças I e II estão corretas.
C
Somente a sentença II está correta.
D
As sentenças I e III estão corretas.