Noções de Física Nuclear - Questionário 2

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	A estrutura do núcleo se mantém coesa apesar da repulsão coulombiana. Associa-se aos prótons e nêutrons, ou seja, os núcleons, uma energia de ligação que pode ser calculada em função do defeito de massa. Esse cálculo leva em consideração que:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
A massa isolada dos núcleons é maior que a massa nuclear. Essa diferença é convertida em energia de ligação entre os núcleons.
	Respostas:
	a. 
A energia eletrostática em escala nuclear é convertida em massa.
	
	b. 
A massa do nêutron é maior que a massa do próton. Essa diferença é convertida em energia de ligação entre os núcleons.
	
	c. 
A massa do próton é maior que a massa do nêutron. Essa diferença é convertida em energia de ligação entre os núcleons.
	
	d. 
A massa isolada dos núcleons é menor que a massa nuclear. Essa diferença é convertida em energia de ligação entre os núcleons.
	
	e. 
A massa isolada dos núcleons é maior que a massa nuclear. Essa diferença é convertida em energia de ligação entre os núcleons.
	Comentário da resposta:
	Resposta: E
Comentário: A massa isolada dos núcleons é maior que a massa nuclear. Essa diferença é convertida em energia de ligação entre os núcleons.
 
	
	
	
· Pergunta 2
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	A fórmula semiempírica de Weizsaecker, do modelo da gota líquida, permite calcular a energia de ligação e apresenta-se na forma:
 
 
O terceiro termo provoca um decréscimo da energia de ligação devido à repulsão entre prótons no núcleo. Esse termo denomina-se:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
Energia de Coulomb.
	Respostas:
	a. 
Energia de volume.
	
	b. 
Energia de superfície.
	
	c. 
Energia de emparelhamento.
	
	d. 
Energia de Coulomb.
	
	e. 
Energia de assimetria.
	Comentário da resposta:
	Resposta: D
Comentário: Termo proveniente da teoria eletrostática (Energia potencial elétrica). A distância utilizada é o raio nuclear (proporcional a Aˆ1/3).
	
	
	
· Pergunta 3
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	A fórmula semiempírica de Weizsaecker, que calcula a energia de ligação nuclear, descreve o modelo da gota líquida, apresenta 5 termos independentes e é escrita em função do número atômico, número de massa e coeficientes determinados experimentalmente. O primeiro termo – energia de volume, é expresso por:
 
                                                               
 
O fato da energia de volume ser proporcional ao número A e não a A2 se deve:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
À interação que ocorre apenas entre os núcleons próximos devido ao curto alcance da força nuclear.
	Respostas:
	a. 
Ao fenômeno da paridade, ou seja, o número de prótons e nêutrons serem ambos pares ou ambos ímpares.
	
	b. 
À interação coulombiana diminuir o valor da energia de ligação proporcionalmente ao número A.
	
	c. 
À interação que ocorre apenas entre os núcleons próximos devido ao curto alcance da força nuclear.
	
	d. 
A um efeito puramente quântico quando se considera a maior estabilidade quando o número de nêutrons é maior que o número de prótons.
	
	e. 
À interação que ocorre apenas entre os núcleons distantes devido à força nuclear atuar mais intensamente em núcleos não vizinhos.
	Comentário da resposta:
	Resposta: C
Comentário: A força nuclear, denominada força forte, apresenta um alcance muito limitado, possibilitando a atuação somente entre um núcleon e seus vizinhos diretos. Por esse motivo, esse termo é proporcional a número de massa A e não a A2.
	
	
	
· Pergunta 4
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	Como características das camadas no modelo nuclear de mesmo nome, a camada II apresenta os estados:
                                                                      
O número total de núcleons na referida camada é:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
6
	Respostas:
	a. 
2
	
	b. 
4
	
	c. 
6
	
	d. 
12
	
	e. 
8
	Comentário da resposta:
	Resposta: C
Comentário: Considerando que pode haver 2 j + 1 núcleons por estado no estado  pode haver até 2.3/2 + 1 = 4 núcleons e no estado pode haver até 2.1/2 + 1 = 2 núcleons. No total se tem: 4+2 = 6 núcleons.
	
	
	
· Pergunta 5
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	Considerando as energias de ligação por núcleon do igual a 8,798 MeV/núcleon e do igual 7,667 MeV/núcleon, se pode afirmar que:
 
I) O nuclídeo é mais estável que o nuclídeo , por apresentar um valor maior de energia de ligação por núcleon.
 
II) A energia de ligação por núcleon é menor no nuclídeo por possuir mais prótons que 
 
III) A energia total de ligação é maior que a energia de ligação do 
 
É correto apenas o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
I, II e III
	Respostas:
	a. 
I
	
	b. 
I e III
	
	c. 
I e II
	
	d. 
I, II e III
	
	e. 
III
	Comentário da resposta:
	Resposta: D
Comentário: Todas as proposições são verdadeiras. A estabilidade relaciona-se com maior valor de energia de ligação por núcleon. O valor é menor para    devido ao aumento da repulsão coulombiana (mais prótons); a energia total de ligação é maior para o nuclídeo com mais núcleons.
	
	
	
· Pergunta 6
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	Considere as proposições sobre os principais modelos nucleares:
I) O modelo da gota líquida permite a determinação de massas e energias da maioria dos núcleos e a compreensão dos fenômenos de fissão, fusão e decaimento.
II) A contribuição do modelo de gás de Fermi é indicar uma explicação simples para o movimento independente dos núcleons no núcleo atômico.
III) O modelo de camadas apresenta estados estacionários, caracterizados por números quânticos, concordando com a estabilidade indicada pelos números mágicos e a possibilidade de prever o momento angular total.
IV) O modelo coletivo descreve com êxito os momentos de dipolo magnético e quadrupolo elétrico dos núcleos.
Pode-se concluir que:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
Cada modelo descreve bem certas propriedades dos núcleos, mas não na totalidade, não existindo um modelo completo do núcleo atômico.
	Respostas:
	a. 
Cada modelo descreve bem certas propriedades dos núcleos, mas não na totalidade, não existindo um modelo completo do núcleo atômico.
	
	b. 
Todos os modelos são igualmente completos e podem ser utilizados para explicar todos os fenômenos nucleares conhecidos até o momento.
	
	c. 
O modelo da gota líquida foi historicamente abandonado, pois sua explicação sobre a energia de ligação mostrou-se equivocada.
	
	d. 
O modelo de camadas é o único aceito na comunidade científica, pois explica com sucesso todo o comportamento nuclear.
	
	e. 
O modelo de gás de Fermi e da gota líquida, juntos, explicam todas as propriedades do núcleo atômico.
	Comentário da resposta:
	Resposta: A
Comentário: Cada modelo apresenta limitações e contribuições na descrição do comportamento nuclear, sendo todos aceitos. Não há, então, um modelo completo.
	
	
	
· Pergunta 7
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	Devido às evidências verificadas quanto à estabilidade de núcleos que possuem o número de prótons ou nêutrons (ou ambos) iguais a 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, foi desenvolvido um modelo com estados de energia quantizados. Sobre esse modelo, afirma-se que:
I) É o modelo de camadas com estados de energia permitidos, sugerindo que os núcleons se movem em um poço de potencial criado pelos demais núcleons.
II) O modelo desenvolvido explica os números mágicos e apresenta níveis de energia com desdobramento, considerando as interações spin-órbita. Níveis próximos são agrupados em camadas.
III) O modelo de camadas pode prever os momentos dipolares magnéticos e momentos quadrupolares elétricos, mas sua limitação está na impossibilidade ao prever o momento angular total.
É correto apenas o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
I e II
	Respostas:
	a. 
I
	
	b. 
I e III
	
	c. 
I e II
	
	d. 
I, II e III
	
	e. 
III
	Comentário da resposta:
	Resposta: C
Comentário: I e II – verdadeiras – são características do modelo de camadas. III – falsa, pois a informação está invertida. O modelo prevê o momento angular e apresenta limitação ao prever os momentos dipolaresmagnéticos e momentos quadrupolares elétricos.
	
	
	
· Pergunta 8
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	Modelo nuclear, onde o núcleo é visto como uma estrutura de camadas capaz de realizar oscilações na forma e no tamanho. Os núcleons das camadas não completas se movem de modo independente sob efeito de um potencial efetivo gerado pelas camadas completas. Essa característica relaciona-se com o:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
Modelo coletivo.
	Respostas:
	a. 
Modelo da gota líquida.
	
	b. 
Modelo de gás de Fermi.
	
	c. 
Modelo de camadas.
	
	d. 
Modelo coletivo.
	
	e. 
Modelo de Bohr.
	Comentário da resposta:
	Resposta: D
Comentário: No modelo nuclear coletivo, o movimento dos núcleons podem gerar oscilações na superfície do núcleo, modificando a forma do núcleo. Logo, os núcleons das camadas externas movem-se em poços de potencial não esféricos, gerando a deformação no núcleo e explicando os momentos de quadrupolo observados.
	
	
	
· Pergunta 9
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	O isótopo 12 do carbono apresenta importância na ciência pois foi tomado como padrão de medida de massa atômica. Uma unidade de massa atômica equivale a 1/12 da massa do 12C. Possuindo 6 prótons e 6 nêutrons, o 12C apresenta 98,94% de ocorrência relativa na natureza.  
Considerando a massa do próton = 1,0078 u e a massa do nêutron = 1,0087 u e 1 uc2 = 931,49 MeV, a energia de ligação (em MeV) e a energia de ligação por núcleon em MeV/núcleon) do 12C é:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
92,22 MeV e 7,68 MeV/núcleon
	Respostas:
	a. 
92,22 MeV e 7,68 MeV/núcleon
	
	b. 
46,08 MeV e 7,68 MeV/núcleon
	
	c. 
184,32 MeV e 15,36 MeV/núcleon
	
	d. 
92,22 MeV e 15,36 MeV/núcleon
	
	e. 
77,62 MeV e 6,47 MeV/núcleon
	Comentário da resposta:
	Resposta: A
Comentário:
	
	
	
· Pergunta 10
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	Qual o modelo nuclear que considera prótons e nêutrons se movendo livremente em poços de potenciais distintos onde se aplica o princípio de exclusão de Pauli no preenchimento de estados energéticos diferentes?
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
Modelo de gás de Fermi.
	Respostas:
	a. 
Modelo da gota líquida.
	
	b. 
Modelo de gás de Fermi.
	
	c. 
Modelo de camadas.
	
	d. 
Modelo coletivo.
	
	e. 
Modelo bola de bilhar.
	Comentário da resposta:
	Resposta: B
Comentário: O enunciado refere-se ao modelo nuclear de gás de Fermi.
	
	
	
Quarta-feira, 5 de Outubro de 2022 19h39min07s GMT-03:00