Avaliacao Final - Fundamentos de Teoria da Relatividade e Física Quântica

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Peso da Avaliação3,00 
Prova67749512 
Qtd. de Questões12 
Acertos/Erros6/6 
Nota6,00 
1 
Por muitos anos, as descargas elétricas em um gás foram alvo de diversos estudos 
durante o século XIX. Quando tratamos de um gás confinado em um tubo, à baixa 
pressão, observa-se o fenômeno de fluorescência nas paredes do tubo, próximas ao 
cátodo. Assim foram descobertos os raios catódicos. 
A partir da execução da prática do Laboratório Virtual “Razão e/m do elétron”, 
quando incidimos um campo magnético perpendicular à velocidade do feixe, 
acabamos desviando o feixe de elétrons. Qual a força responsável por esse desvio? 
A 
Gravitacional. 
B 
Centrípeta. 
C 
Eletromagnética. 
D 
Empuxo. 
2O tunelamento quântico ou efeito túnel é um fenômeno quântico em que 
partículas podem transpor um estado energético proibido. Assim, a partícula pode 
escapar de regiões de barreiras de potenciais mesmo que não tenha energia 
cinética suficiente. Sobre exemplos de aplicações de tunelamento, assinale a 
alternativa CORRETA: 
A 
Fissão nuclear, microscopia atômica e internet. 
B 
Memória flash, diodo túnel e fusão nuclear. 
C 
Rede de dados, circuito RLC e decaimento beta. 
D 
Fissão nuclear, raios-x e decaimento alfa. 
3Um elétron está confinado numa região interna com dimensões de 1,0x10^-10 m. 
Considerando os conhecimentos sobre o princípio de incerteza de Heinsenberg, 
analise as sentenças a seguir: I- Para um dado valor da dimensão confinadora, há 
uma incerteza mínima referente ao momento linear quando o produto de DELTA X 
e DELTA P é igual a constante reduzida de Planck. II- O momento linear mínimo 
dessa partícula é de 1,1x10^-24 kg.m/s. III- Se o módulo do momento linear 
mínimo for igual à incerteza, a energia cinética desse elétron será de 5,8 eV. 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças I e III estão corretas. 
B 
Somente a sentença I está correta. 
C 
Somente a sentença II está correta. 
D 
As sentenças I e II estão corretas. 
4 
Durante a prática do Laboratório Virtual “Efeito Fotoelétrico”, a corrente elétrica é 
formada por elétrons ejetadas pela placa coletora. Esta corrente atinge um valor de 
saturação correspondente à diferença de potencial entre as placas do tubo 
fotoelétrico. 
Qual é a condição que gera essa saturação da corrente fotoelétrica? 
A 
A saturação ocorre quando o fóton adquire uma energia superior à função 
trabalho. 
B 
A saturação ocorre quando a intensidade luminosa é superior à função trabalho. 
C 
Se a diferença de potencial é positiva, ela irá acelerar os fotoelétrons ejetados. 
D 
A saturação ocorre quando a energia do elétron ejetado é menor que a função 
trabalho. 
5Considere um elétron que realiza a transição do nível n = 1 até o nível n = 4 e, 
consequentemente, absorve um fóton. Qual é o comprimento de onda desse fóton 
absorvido? 
A 
4,56 nm. 
B 
1,47 nm. 
C 
5,22 nm. 
D 
3,44 nm. 
6Uma nave espacial parte da Terra com velocidade de 0,8 c em relação ao nosso 
planeta. Dentro da nave, um astronauta marca o tempo de sua viagem. Se para o 
astronauta dentro na nave a viagem durou seis anos, quanto tempo durou a mesma 
viagem para um observador que está na Terra? 
A 
8 anos. 
B 
10 anos. 
C 
15 anos. 
D 
12 anos. 
7Considere 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 
Somente a sentença II está correta. 
B 
As sentenças I e III estão corretas. 
C 
As sentenças II e III estão corretas. 
D 
As sentenças I e II estão corretas. 
8Uma TEP é uma tonelada de petróleo e equivale a 42 bilhões de joules. Essa é a 
quantidade de energia liberada, na forma térmica, a partir da queima de uma 
tonelada de petróleo cru. Em 2007, o Brasil consumiu 216 bilhões de TEP. 
Considerando a possibilidade de converter integralmente massa de repouso em 
energia, de quanto seria a quantidade de massa necessária para atender essa 
demanda? 
A 
100,6 toneladas. 
B 
100,8 toneladas. 
C 
100,4 toneladas. 
D 
100,2 toneladas. 
9A série de Lyman é o grupo de raios que correspondem à emissão do átomo de 
hidrogênio, quando este transita em estados superiores ao estado fundamental. Os 
comprimentos de onda da série de Lyman para o hidrogênio são dados pela 
equação descrita na imagem. Sob essa perspectiva, classifique V para as sentenças 
verdadeiras e F para as falsas: ( ) O comprimento de onda da primeira série de 
Lyman é 121,5 nm. ( ) O comprimento de onda da segunda série de Lyman é 100 
nm. ( ) O comprimento de onda da terceira série de Lyman é 97,2 nm. ( ) Os 
comprimentos de onda das séries de Lyman para o hidrogênio estão no 
comprimento do infravermelho. Assinale a alternativa que apresenta a sequência 
CORRETA: 
A 
V - V - F - F. 
B 
V - F - V - F. 
C 
F - V - F - V. 
D 
F - F - V - V. 
10Todo 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 
1,45 micrômetros. 
B 
1,72 micrômetros. 
C 
1,25 micrômetros. 
D 
1,36 micrômetros. 
11 
(ENADE, 2021) O GPS é usado cotidianamente não só em aparelhos de celular, mas 
por aviões e navios em seus sistemas de navegação. A precisão do GPS se dá por 
causa de correções feitas usando a teoria da relatividade. Considere que um 
conjunto de satélites orbitam em torno da Terra com uma velocidade v = 0,6c e 
enviam sinais para um observador na superfície da Terra; e suponha que estamos 
em um referencial inercial e que c é a velocidade da luz. Considere, ainda, que esse 
problema trata apenas da relatividade restrita. A partir do contexto apresentado, 
analise as sentenças a seguir: 
I- É necessário um conjunto de no mínimo três satélites para a que o GPS possa dar 
a localização do observador. 
II- De acordo com o observador na Terra, o tempo no satélite corre mais 
lentamente que o tempo deste observador. 
III- Se o satélite está se aproximando do observador na Terra, o sinal recebido pelo 
observador tem velocidade c+v. 
É correto o que se afirma em: 
A 
I e III, apenas. 
B 
I e II, apenas. 
C 
II e III, apenas. 
D 
II, apenas. 
12 
(ENADE, 2021) O momento angular intrínseco, também conhecido como spin, é 
uma propriedade das partículas estudadas na física quântica. Diz-se que uma 
partícula elementar, como o elétron, é de spin (ou simplesmente 1/2) 
quando uma medida da componente do spin em uma direção arbitrária poderá 
resultar em ou . Considere uma situação em que um professor de 
Física elabora uma aula sobre o conceito de spin do elétron. Com relação ao 
entendimento correto dos estudantes sobre a situação apresentada, analise as 
sentenças a seguir: 
I- O elétron deve ser pensado como uma distribuição não puntiforme de massa que 
gira, assim produzindo o momento angular intrínseco. 
II- Se uma medida da componente de spin em uma direção arbitrária resulta em 
, uma medida subsequente da componente do spin em direções 
perpendiculares resultará nula. 
III- Se o valor esperado de uma componente de spin em uma direção arbitrária for 
nulo, uma medida do spin nesta direção terá 50% de chance de resultar em . 
É correto o que se afirma em: 
A 
I e II, apenas. 
B 
III, apenas. 
C 
I e III, apenas. 
D 
II, apenas.