Caderno de Exercícios 22_Física Moderna I

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CADERNO DE EXERCÍCIOS 
ALUNO TURMA FÍSICA MODERNA I 
PROFESSOR 
 
CONTEÚDOS 
Clássico e Moderno, Modelos Atômicos de Thonsom e Rutherford, Emissão e Absorção da Luz, O Espectro Atômico, Lei de 
Stefan-Boltzmann, Lei de Wien e Radiação do Corpo Negro, O Modelo de Bohr, Efeito Fotoelétrico, Produção de Raios X, 
Espalhamento de Raios X, A Dualidade Onda-Partícula, Onda de De Broglie, Difração de Elétrons, Probabilidade e 
Incerteza, A função de Onda e Equação de Schrödinger. 
EXERCÍCIOS 
01. O que é ‘Física Moderna’? 
Baseada no que era conhecido antes do século XX, as Leis de Newton, as Equações 
de Maxwell, a Termodinâmica, entre outras, a Física ‘Clássica’ está muito mais de 
acordo com o senso comum. 
Superando esse senso comum, como forma de obter uma melhor compreensão da 
natureza, surgiu a Física Moderna, baseada nos dois grandes avanços do início do 
século XX: 
a) a Teoria da Relatividade e a Teoria Quântica. 
b) a Teoria do Big Bang e a Radioatividade. 
c) a Teoria da Evolução e a estrutura do DNA 
d) a Teoria dos Fractais e a Teoria Autopoiética 
e) a Distribuição dos Elementos de Mendeleev e a Teoria das Cordas 
 
02. (UNESP) No ano de 1897, o cientista britânico J.J. Thomson descobriu, através 
de experiências com os raios catódicos, a primeira evidência experimental da 
estrutura interna dos átomos. O modelo atômico proposto por Thomson ficou 
conhecido como “pudim de passas”. Para esse modelo, pode-se afirmar que: 
a) O núcleo atômico ocupa um volume mínimo no centro do átomo. 
b) As cargas negativas estão distribuídas homogeneamente por todo o átomo. 
c) Os elétrons estão distribuídos em órbitas fixas ao redor do núcleo. 
d) Os átomos são esferas duras, do tipo de uma bola de bilhar. 
e) Os elétrons estão espalhados aleatoriamente no espaço ao redor do núcleo. 
 
03. (UFPR) Considere as duas colunas abaixo, colocando no espaço entre parênteses 
o número do enunciado da primeira coluna que mais relação tem com o da segunda 
coluna. 
1. Existência do núcleo. I. Hipótese de de Broglie. 
2. Determinação da carga do elétron. II. Efeito fotoelétrico. 
3. Caráter corpuscular da luz. III. Experimento de Millikan. 
4. Caráter ondulatório das partículas IV. Experimento de Rutherford. 
 
Assinale a alternativa que relaciona corretamente as colunas: 
a) 1.I; 2.II; 3.III; 4.IV. 
b) 1.IV; 2.II; 3.III; 4.I. 
c) 1.IV; 2.III; 3.II; 4.I. 
d) 1.IV; 2.II; 3.III; 4.I. 
e) 1.IV; 2.I; 3.II; 4.III. 
04. (UEL) “O átomo contém um núcleo positivo, muito pequeno e denso, com todos 
os prótons, que concentra praticamente toda a massa. Os elétrons devem estar 
distribuídos em algum lugar do volume restante do átomo”. 
Esta afirmação é devida a: 
a) Rutherford. 
b) Millikan. 
c) Thomson. 
d) Bohr. 
e) Faraday. 
 
05. Uma estrela distante emite luz branca em espectro contínuo. Um pesquisador, na 
Terra, observa o espectro de luz dessa estrela como apresentado na figura I. Assim, 
sabendo que entre a Terra e a estrela há uma grande nuvem de poeira e gás, que 
absorve parte da luz proveniente da estrela e conhecendo o espectro de absorção de 
alguns elementos puros (Figura II) que podem estar presente na nuvem, dentre esses, 
qual(is) elemento(s) a nuvem interestelar contém? 
a) Hidrogênio. 
b) Hélio. 
c) Oxigênio e nitrogênio. 
d) Hidrogênio e carbono. 
e) Hidrogênio, hélio e nitrogênio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
06. (UFRGS) No início do século XX, a Física Clássica começou a ter problemas 
para explicar fenômenos físicos que tinham sido recentemente observados. Assim 
começou uma revolução científica que estabeleceu as bases do que hoje se chama 
Física Moderna. 
Entre os problemas antes inexplicáveis e resolvidos nesse novo período, podem-se 
citar 
a) a indução eletromagnética, o efeito fotoelétrico e a radioatividade. 
b) a radiação do corpo negro, a 1ª lei da Termodinâmica e a radioatividade. 
c) a radiação do corpo negro, a indução eletromagnética e a 1ª lei da Termodinâmica. 
d) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a radioatividade. 
e) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a indução eletromagnética. 
 
07. Um corpo irradia calor a uma taxa de 4 cal/s/m2, quando está à temperatura 
absoluta T. Qual o calor irradiado por este mesmo corpo, em cal/s/m2, quando estiver 
à temperatura absoluta 2T? 
a) 2. 
b) 4. 
c) 8. 
d) 16. 
e) 64. 
Complementar: Usando a lei que relaciona a potência irradiada P com a área A da 
superfície emissora e a temperatura absoluta T, formulada por Stefan e Boltzmann, 
determine a potência irradiada por um bloco de metal (ε = 0,8), em Watts, de área A 
= 1,2 m2, à temperatura de 227 °C (Constante de Stefan-Boltzmann = 5,67.10-8 
W/m2/K). 
[ Veja a solução em https://youtu.be/KMQj5rCfEp0 ] 
 
08. Em um experimento sobre o efeito fotoelétrico, a função de trabalho de um metal 
é de 2,0 eV. O fenômeno ocorre quando um feixe de luz, que incide sobre uma lâmina 
do metal, provoca a emissão de elétrons desta superfície. 
Com relação ao experimento, avalie as afirmações a seguir: 
I. Um elétron não é emitido até que a luz incidente transfira energia suficiente para 
vencer a sua ligação no material, levando a uma demora até o início do processo. 
II. Se fótons de luz vermelha, de energia 1,9 eV, atingirem a superfície do metal, a 
energia cinética máxima dos fotoelétrons emitidos será de 0,1 eV. 
III. Se fótons de luz azul, de energia 2,3 eV, atingirem a superfície do metal, a energia 
cinética máxima dos fotoelétrons emitidos será de 0,3 eV. 
IV. Se fótons de luz violeta, de energia 3,1 eV, atingirem a superfície do metal, a 
energia cinética máxima dos fotoelétrons emitidos será de 1,1 eV. 
Assim, é correto o que se afirma em 
a) I e II, apenas. 
b) III e IV, apenas. 
c) I, III e IV, apenas. 
d) II, III e IV, apenas. 
e) I, II, III e IV. 
 
09. De acordo com a explicação fornecida pelo Efeito Compton, a frequência dos 
raios X espalhados por elétrons livres: 
a) não se altera, pois, os raios X não interagem com os elétrons livres. 
b) sofre um aumento em decorrência da natureza ondulatória dos fótons, que 
transferem momento linear aos elétrons. 
c) sofre um aumento em decorrência da natureza corpuscular dos fótons, que 
transferem momento linear aos elétrons. 
d) sofre uma diminuição em decorrência da natureza corpuscular dos fótons, que 
transferem momento linear aos elétrons. 
e) sofre uma diminuição em decorrência da natureza ondulatória dos fótons, que 
transferem momento linear aos elétrons. 
 
https://youtu.be/KMQj5rCfEp0
10. (UFRGS) O físico francês Louis de Broglie (1892-1987), em analogia ao 
comportamento dual onda-partícula da luz, atribuiu propriedades ondulatórias à 
matéria. Sendo a constante de Planck h = 6,6 x 10-34 J.s, o comprimento de onda de 
Broglie para um elétron (massa m = 9 x 10-31 kg) com velocidade de módulo v = 2,2 
x 106 m/s é, aproximadamente: 
a) 3,3 x 10-10 m. 
b) 3,3 x 10-9 m. 
c) 3,3 x 103 m. 
d) 3,3 x 109 m. 
e) 3,3 x 1010 m. 
 
CONFIRA 
Gabarito: Resolução Comentada: 
 Link QR Code 
01. 
Letra A. 
https://youtu.be/euEYhHuAvLs 
 
02. 
Letra B. 
https://youtu.be/YZYxd2Oxncg 
 
03. 
Letra C. 
https://youtu.be/sQJONwpwOJk 
 
04. 
Letra A. 
https://youtu.be/oHDGRYAphfo 
 
05. 
Letra D. 
https://youtu.be/WdRrTftHeI8 
 
06. 
Letra D. 
https://youtu.be/L6mWkLklSaY 
 
07. 
Letra E. 
https://youtu.be/6WO1h9LpbKk 
 
08. 
Letra B. 
https://youtu.be/t7OCEYTIvOE 
 
https://youtu.be/euEYhHuAvLs
https://youtu.be/YZYxd2Oxncg
https://youtu.be/sQJONwpwOJk
https://youtu.be/oHDGRYAphfo
https://youtu.be/WdRrTftHeI8
https://youtu.be/L6mWkLklSaY
https://youtu.be/6WO1h9LpbKk
https://youtu.be/t7OCEYTIvOE
09. 
Letra D. 
https://youtu.be/2lkG6FF1kig 
 
10. 
Letra A. 
https://youtu.be/oQ_XIeROkX4 
 
 
https://youtu.be/2lkG6FF1kig
https://youtu.be/oQ_XIeROkX4