Texte de Fisica, 12ª

Prévia do material em texto

Massingue | Sê A Pessoa Que Nega Ser Inferior Quanto À Física 
 
Escola Secundária Gwaza Muthini 
Nome do aluno:_________________________________ Nº______ Turma_______ 
I Trimestre do ano_________, Data______, __________,20________ 
1ª ACS de Física – 12ª Classe 
Respostas 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 28 29 
 
1. Sobre o efeito fotoeléctrico, marque a alternativa correcta: 
A. O efeito fotoeléctrico depende da intensidade da radiação incidente sobre a placa metálica. 
B. Não há frequência mínima necessária para a ocorrência desse fenômeno. 
C. A frequência limite é fruto da razão entre a função trabalho e a constante de Planck. 
D. A energia cinética dos fotoeletrões é directamente proporcional ao comprimento de onda da radiação 
incidente. 
2. 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 frequência mais baixa da luz incidente capaz de arrancar electrões do metal? 
3. Selecione a alternativa que apresenta as palavras que completam correctamente as lacunas, pela ordem, no 
seguinte texto relacionado com o efeito fotoeléctrico. 
O efeito fotoeléctrico, isto é, a emissão de ….. por metais sob a acção da luz, é um experimento dentro de 
um contexto físico. Em 1905, ao analisar esse efeito, Einstein fez a suposição revolucionária de que a luz, 
até então considerada como um fenômeno ondulatório, poderia também ser concebida como constituída por 
conteúdos energéticos que obedecem a uma distribuição….., os quanta de luz, mais tarde denominados ….. 
A. fótons – contínua – fótons 
B. electrões – discreta – fótons 
C. electrões – contínua – fótons 
D. electrões – discreta – electrões 
4. Assinale a alternativa que preenche correctamente a lacuna do parágrafo abaixo. 
O ano de 1900 pode ser considerado o marco inicial de uma revolução ocorrida na Física do século XX. Naquele 
ano, Max Planck apresentou um artigo à Sociedade Alemã de Física, introduzindo a idéia da ……… da energia, 
da qual Einstein se valeu para, em 1905, desenvolver sua teoria sobre o efeito fotoeléctrico. 
A. Conservação B. Quantização C. Transformação D. Conversão 
 5. Segundo a evolução dos modelos atômicos e os conceitos de estrutura atômica, assinale a alternativa correcta. 
A. O electrão possui carga negativa (–1,602.10-19 C) e sua massa e tão pequena que não pode ser medida. 
B. Segundo Planck, a energia só pode ser emitida ou absorvida pelos átomos em pacotinhos. Cada pacotinho 
contem certa quantidade de energia. 
C. Diferentemente dos electrões e dos Protões, os neutrões não possuem carga e tem massa cerca de 10.000 
vezes maior que a do Protão. 
D. De acordo com a física moderna, a radiação eletromagnética é uma partícula e não uma onda. 
 
Classificação__________ 
Professor 
_____________________ 
Sê A Pessoa Que Nega Ser Inferior Quanto À Física 
6. Foi determinado experimentalmente que, quando se incide luz sobre uma superfície metálica, essa superfície 
emite electrões. Esse fenômeno é conhecido como efeito fotoeléctrico e foi explicado em 1905 por Albert 
Einstein. Durante a realização dos experimentos desenvolvidos para compreender esse efeito, foi observado 
que: 
1. Os electrões eram emitidos imediatamente. Não havia atraso de tempo entre a incidência da luz e a emissão dos 
electrões. 
2. Quando se aumentava a intensidade da luz incidente, o número de electrões emitidos aumentava, mas não sua 
energia cinética. 
3. A energia cinética do electrão emitido é dada pela equação Ec = mv²/2 = hf – W. 
Considere as seguintes afirmativas: 
I – Os electrões com energia cinética zero adquiriram energia suficiente para serem arrancados do metal. 
II – Assim, como a intensidade da luz incidente não influencia a energia dos electrões emitidos, a frequência da luz 
incidente também não modifica a energia dos electrões. 
III – O metal precisa ser aquecido por certo tempo, para que ocorra o efeito fotoeléctrico. 
Assinale a alternativa correcta. 
A. Somente a afirmativa II é verdadeira 
B. Somente as afirmativas I e II são verdadeiras 
C. Somente a afirmativa III é verdadeira 
D. Somente a afirmativa I é verdadeira. 
7. De acordo com o físico Max Planck, que introduziu o conceito de energia quantizada, a luz, 
elemento imprescindível para manutenção da vida na Terra, como toda radiação eletromagnética, é constituída por 
pacotes de energia denominados: 
A. Barions B. Dipolos C. Iões D. fótons 
 8-A tabela mostra as frequências (f) de três ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo. Comparando-se 
essas três ondas, verifica-se que: 
A. A energia de um fóton associado à onda X é maior do que a energia de 
um fóton associado à onda Y. 
B. O comprimento de onda da onda Y é igual ao dobro do da onda Z. 
C. À onda Z estão associados os fótons de maior energia e de menor 
quantidade de movimento linear. 
D. A energia do fóton associado à onda X é igual à associada à onda Y 
9. O efeito fotoeléctrico foi também utilizado por Bohr para propor seus postulados. Relacionando tal efeito 
com o modelo atômico proposto por Bohr, é incorrecto afirmar que: 
A. O electrão deve receber uma energia mínima suficiente para sua emissão da placa metálica. 
B. A emissão de electrões que estiverem mais próximos do núcleo requer radiação mais energética. 
C. A quantidade de energia, para que ocorra o efeito fotoeléctrico, é a mesma para qualquer metal. 
D. A radiação absorvida, em parte, e convertida em energia cinética pelo electrão que foi emitido. 
 10- Para se produzirem fogos de artifício de diferentes cores, misturam-se diferentes compostos químicos à pólvora. 
Os compostos à base de sódio produzem luz amarela e os à base de bário, luz verde. Sabe-se que a frequência da 
luz amarela é menor que a da verde. Sejam ENa, e EBa as diferenças de energia entre os níveis de energia envolvidos 
Sê A Pessoa Que Nega Ser Inferior Quanto À Física 
na emissão de luz pelos átomos de sódio e de bário, respectivamente, e vNa e vBa as velocidades dos fótons 
emitidos, também respectivamente. 
Assim sendo, é correcto afirmar que: 
A. ENa < EBa e vNa = vBa 
B. ENa < EBa e vNa vBa 
C. ENa > EBa e vNa = vBa 
D. ENa> EBa e vNa vBa 
 11. Utilizando um controlador, André aumenta a intensidade da luz emitida por uma lâmpada de cor vermelha, sem 
que esta cor se altere. Com base nessas informações, é correcto afirmar que a intensidade da luz aumenta porque: 
A. A frequência da luz emitida pela lâmpada aumenta. 
B. O comprimento de onda da luz emitida pela lâmpada aumenta. 
C. A energia de cada fóton emitido pela lâmpada aumenta. 
D. O número de fótons emitidos pela lâmpada, a cada segundo, aumenta. 
 12. Considere as seguintes afirmações sobre o efeito fotoeléctrico. 
I. O efeito fotoeléctrico consiste na emissão de electrões por uma superfície metálica atingida por radiação 
eletromagnética. 
II. O efeito fotoeléctrico pode ser explicado satisfatoriamente com a adopção de um modelo corpuscular para a luz. 
III. Uma superfície metálica fotossensível somente emite fotoelectrões quando a frequência da luz incidente nessa 
superfície excede um certo valor mínimo, que depende do metal. 
Quais estão correctas? 
A. II e III. B. I e II. C. I e III. D. Todas. 
 
13. Assinale a(s) proposição(ões) correcta(s): (Dê como resposta a soma das alternativas correctas). 
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 fotoeléctrico. 
01. A difração e a interferência são fenômenos que somente podem ser explicados satisfatoriamente por meio 
do comportamento ondulatório da luz. 
04. O efeito fotoeléctrico somente pode ser explicado satisfatoriamentequando consideramos a luz formada por 
partículas, os fótons. 
08. O efeito fotoeléctrico é consequência do comportamento ondulatório da luz. 
16. Devido à alta frequência da luz violeta, o “fóton violeta” é mais energético do que o “fóton vermelho”. 
 14. Um acelerador de partículas é a principal ferramenta usada pelos cientistas para pesquisas em física de altas 
energias. No maior acelerador linear do mundo, localizado em Stanford, electrões podem ser acelerados até uma 
energia da ordem de 50GeV (1 GeV =109 eV ). Com essa energia, o comprimento de onda de De Broglie associado 
ao electrão vale 25 .10-18 m. Qual o valor da quantidade de movimento (momento linear) do electrão mais energético 
produzido em Stanford? 
Considere a constante de Planck igual a 6,6.10-34 J.s. 
A. 2,64.10-15 kg.ms B. 5,28.10-14kg.ms C. 26,4.10-16kg.ms D. 10,56.10-15kg.ms 
 
Sê A Pessoa Que Nega Ser Inferior Quanto À Física 
15. Sabendo que uma lâmpada de vapor de sódio emite preferencialmente luz na cor laranja-amarelada, λ = 600 
nm, pode-se afirmar que um fóton emitido por essa lâmpada apresenta uma energia de 
Dados: h = 6,6.10-34 J.s; c = 3 × 108 m/s; 1nm = 10-9m 
A. 1,1.10-39 J. B. 2,2.10-29 C. 3,3.10-19 J D. 4,4.10-9 J 
16. O efeito fotoeléctrico contrariou as previsões teóricas da física clássica porque mostrou que a energia cinética 
máxima dos electrões, emitidos por uma placa metálica iluminada, depende: 
A. Exclusivamente da amplitude da radiação incidente. 
B. Da frequência e não do comprimento de onda da radiação incidente. 
C. Da frequência e não da amplitude da radiação incidente. 
D. Do comprimento de onda e não da frequência da radiação incidente. 
 17. No efeito fotoeléctrico, os fotoelectrões são emitidos, de um cátodo C, com energia cinética que depende da 
frequência da luz incidente e são coletados pelo ânodo A, formando a corrente I mostrada. Atualmente, alguns 
aparelhos funcionam com base nesse efeito e um exemplo muito comum é a fotocélula utilizada na construção de 
circuitos elétricos para ligar/desligar as lâmpadas dos postes de rua. Considere um cátodo feito de um material com 
função trabalho W= 3,0 eV (electrão-volt). Se um feixe de luz incide sobre C, então o valor de frequência f da luz 
para que sejam, sem qualquer outro efeito, emite fotoelectrões com 
energia cinética máxima Ec = 3,6 eV, em hertz, vale: 
Dados: h = 6,6.10-34J.s — 1 eV = 1,6.10-19J 
A. 1,6.1015. 
B. 3,0.1015. 
C. 3,6.1015. 
D. 6,6.1015. 
 
18. Assinale a(s) proposição(ões) correcta(s): (Dê como resposta a soma das alternativas correctas). 
01. Devido à alta frequência 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 fotoeléctrico 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 fotoeléctrico. 
16. O efeito fotoeléctrico é consequência do comportamento ondulatório da luz. 
 19. A energia de um fóton é diretamente proporcional a sua frequência, com a constante de Plank, h, sendo o fator 
de proporcionalidade. Por outro lado, pode-se associar massa a um fóton, uma vez que ele apresenta energia (E = 
mc2 ) e quantidade de movimento. Assim, a quantidade de movimento de um fóton de frequência f propagando-se 
com velocidade c se expressa como: 
A. c2/hf. B. hf/c2. C. hf/c. D. c/hf. 
 
 
Sê A Pessoa Que Nega Ser Inferior Quanto À Física 
20. Um feixe de laser com energia E incide sobre um espelho de massa m dependurado por um fio. Sabendo que o 
momento do feixe de luz laser é E/c, em que c é a velocidade da luz, calcule a que altura h o espelho subirá. 
 
 
 
 
 
 
 
 
21. O césio metálico tem uma função trabalho de 1,8 eV. Qual a energia cinética máxima dos electrões, em eV, que 
escapam da superfície do metal quando ele é iluminado com luz ultravioleta de comprimento de onda igual a 327 
nm? Considere: 1eV=1,6.10-19J; h=6,63.10-34J.s e C=3,0.108m/s 
A. 6 eV B. 4 eV C. 2 eV D. 1 eV 
 22. Um laser emite um pulso de luz monocromático com duração de 6,0 ns, com frequência de 4,0.1014 Hz e 
potência de 110 mW. O número de fótons contidos nesse pulso é 
A. 2,5.109 
B. 2,5.1012 
C. 6,9.1013 
D. 2,5.1014 
 
 23. Os comprimentos de onda de maior interesse ecológico abrangem as faixas do ultravioleta, do visível e do 
infravermelho. Destas, a faixa visível (400 a 700 nm) assume maior importância 
dada a sua participação no processo fotossintético, classificadas como RFA 
(Radiação Fotossinteticamente Activa). Na fotossíntese, a energia radiante é 
absorvida e transformada em energia de ligação química. Os receptores de 
radiação da fotossíntese são as clorofilas e os pigmentos acessórios (caroteno e 
xantofila). 
Considerando E a energia de um único fóton de frequência f incidente na clorofila 
e n, o número de fótons envolvidos no processo, para uma energia de 500 kCal, 
com luz de comprimento de onda de 700 nm, o número de fótons correspondentes será de aproximadamente, 
considerando: E=h.f, Constante de Plank (h=6,62.10-34 J.s) — 1kcal=4.103J, velocidade da luz – 
c=3.108 m/s — 1nm=10-9m 
A. 7.1024 B. 7.10-24 C. 7.10-14 D. 5.10-10 
24. Um átomo excitado emite energia, muitas vezes em forma de luz visível, porque: 
A. Um de seus electrões foi arrancado do átomo. 
B. Um dos electrões desloca-se para níveis de energia mais baixos, 
aproximando-se do núcleo. 
C. Um dos electrões desloca-se para níveis de energia mais altos, afastando-
se do núcleo. 
D. Os electrões permanecem estacionários em seus níveis de energia. 
Sê A Pessoa Que Nega Ser Inferior Quanto À Física 
 
25. No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, a energia do átomo: 
A. Pode ter qualquer valor. 
B. Tem um único valor fixo. 
C. Independe da órbita do electrão. 
D. Tem alguns valores possíveis. 
 
 
26-Escolha, entre os modelos atômicos citados nas opções, aquele (aqueles) que, na sua descrição, 
incluiu (incluíram) o conceito de fóton: 
A. Modelo atômico de Thomson. 
B. Modelo atômico de Rutherford. 
C. Modelo atômico de Bohr. 
D. Modelos atômicos de Rutherford e de Bohr. 
 
 27. A luz emitida por uma lâmpada fluorescente é produzida por átomos de mercúrio excitados, que, ao perderem 
energia, emitem luz. Alguns dos comprimentos de onda de luz visível emitida pelo mercúrio, nesse processo, estão 
mostradas nesta tabela: Considere que, nesse caso, a luz emitida se propaga no ar. Considerando-se essas 
informações, é CORRECTO afirmar que, em 
comparação com os de luz violeta, os fótons de 
luz amarela têm: 
A. Menor energia e menor velocidade. 
B. Maior energia e maior velocidade. 
C. Menor energia e mesma velocidade. 
D. Maior energia e mesma velocidade. 
 
28. O diagrama ao lado mostra os níveis de energia (n) de um electrão em certo átomo. Qual das transições 
mostradas na figura representa a emissão de um fóton com o menor comprimento de onda? 
a) I 
b) II 
c) III 
d) IV 
e) V 
 
 29. Na figura, 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. 
Sê A Pessoa Que Nega Ser Inferior Quanto À Física 
Para ocorrer a transição, o átomo emite (ou absorve) um fóton cuja energia │ΔE│= hc/λ (h é a constante de Planck, 
λ é o comprimento de onda do fóton e ΔE é a diferença de energia entre os dois níveis envolvidosna transição). 
Suponha que o átomo emite os fótons X e Y, cujos 
comprimentos de onda são, respectivamente, λx=1,03.10-
7m e λy=4,85.10-7m. 
As transições correctamente associadas às emissões 
desses dois fótons são (use h=4,13.10-15eV.s e 
c=3,0.108m/s). 
a) 4 e 8 
b) 2 e 6 
c) 3 e 9 
d) 5 e 7 
 
30. Todos os corpos trocam energia com seu ambiente por meio da emissão e da absorção de ondas eletromagnéticas 
em todas as frequências. 
Um corpo negro é um corpo que absorve toda onda eletromagnética nele incidente e também apresenta a máxima 
eficiência de emissão. A intensidade das ondas emitidas por um corpo negro só depende da temperatura desse corpo. 
O corpo humano à temperatura normal de 37 °C pode ser considerado um corpo negro. 
Considere que a velocidade das ondas eletromagnéticas é igual a 3,0.108m/s. 
a) A f igura abaixo mostra a intensidade das ondas eletromagnéticas emitidas por um corpo 
negro a 37 °C em função da gz\frequência. Qual é o comprimento de onda correspondente à 
frequência para qual a intensidade é máxima? 
b) Se um corpo negro cuja temperatura absoluta é T se encontra em um ambiente cuja 
temperatura absoluta é Ta, a potência líquida que ele perde por emissão e absorção de ondas eletromagnéticas é 
dada por P = σA(T4 – T4a) em que A é a área da superfície do 
corpo e σ=6.10-8W/(m2K4). 
Usando como referência uma pessoa com 1,70 m de altura e 70 
kg de massa, faça uma 
estimativa da área da superfície do corpo humano. A partir da 
área estimada, calcule a perda total diária de energia por emissão 
e absorção de ondas eletromagnéticas por essa pessoa se ela se 
encontra num ambiente a 27 °C. Aproxime a duração de 1 dia 
por 9,0 · 104 s.