apol 01 fisica optica e principio da fisica moderna

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Questão 1/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
Você mira um laser ajustável (cujo comprimento de onda pode ser ajustado girando-se um botão) sobre um par de fendas próximas uma da outra. A luz que emerge das duas fendas produz sobre a tela um padrão de interferência como o mostrado na figura abaixo.
Se você ajustar o comprimento de onda de modo que a luz do laser mude de vermelho a azul, como a distância entre as franjas brilhantes mudará?
Nota: 0.0
	
	A
	A distância aumenta
	
	B
	A distância diminui
	
	C
	A distância não se altera
	
	D
	Não há informações suficiente para responder
Questão 2/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
Uma partícula instável se forma a partir de um raio cósmico na atmosfera superior da Terra e se desloca verticalmente de cima para baixo com velocidade igual a 0,99540c em relação à Terra. Um cientista em repouso na superfície terrestre verifica que essa partícula é criada a uma altura de 45km. (a) Em relação ao cientista, quanto tempo a partícula leva para se deslocar 45km até a superfície da Terra? (b) Use a fórmula da contração do comprimento para calcular a distância entre a partícula e a Terra no momento em que ela foi criada, em relação ao sistema de referência da própria partícula. (c) No sistema de referência da partícula, qual é o intervalo de tempo desde o momento em que ela é criada até o instante em que ela atinge a superfície da Terra? Calcule esse tempo aplicando a fórmula da dilatação do tempo e também a distância calculada no item (b). Os dois resultados concordam?
Nota: 10.0
	
	A
	(a) 151μs151μs, (b) 4,3Km, (c) 14,5ms; os resultados são os mesmos.
Você acertou!
(a) Em relação ao cientista temos um MRU, portanto
t=x/v=45×103/0,99540c=151μst=x/v=45×103/0,99540c=151μs
(b) Os 45Km foram medidos no referencial de repouso, portanto, esse valor corresponde ao comprimento próprio. Sendo assim, no referencial da partícula esse a distância obsevada será dada por 
L=Lp/γ=45×103√1−0,995402=4,3KmL=Lp/γ=45×1031−0,995402=4,3Km
(c) Nesse caso o tempo medido pelo observado terrestre não é o tempo próprio, assim teremos
Δtp=Δt/γ=151×10−6√1−0,995402=14,5×10−6sΔtp=Δt/γ=151×10−61−0,995402=14,5×10−6s
Empregando a distância calculada no item (b) teremos um MRU. Assim, o tempo será
Δtp=x/v=4,3×103/0,995540c=14,4×10−6sΔtp=x/v=4,3×103/0,995540c=14,4×10−6s
	
	B
	(a) 121μs121μs, (b) 4,7Km, (c) 12,5ms; os resultados não são os mesmos.
	
	C
	(a) 19μs19μs, (b) 3,9Km, (c) 13,5ms; os resultados são os mesmos.
	
	D
	(a) 160μs160μs, (b) 5Km, (c) 17ms; os resultados não são os mesmos.
Questão 3/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
O píon negativo π−π− é uma partícula instável que possui vida média aproximadamente igual a 2,60 x 10-8 s (medida no sistema de referência do píon).
Quando o píon se desloca com velocidade muito grande em relação ao laboratório, sua vida média medida no laboratório é de 4,20 x 10-7 s.  Qual é a distância que o píon percorre no laboratório durante sua vida média?
Nota: 10.0
	
	A
	297 m
	
	B
	201 m
	
	C
	126 m
Você acertou!
	
	D
	105 m
Questão 4/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
Em relação a um observador na Terra, a pista de lançamento de uma espaçonave possui 3600m de comprimento. (a) Qual é o comprimento da pista medido pelo piloto de uma espaçonave que se desloca com velocidade igual a 4×107m/s4×107m/s em relação à Terra? (b) Uma observadora em repouso na Terra mede o intervalo de tempo desde o momento em que a espaçonave está diretamente sobre o início da pista até o instante em que está diretamente sobre o final da pista. Que resultado ela obtém? (c) O piloto da espaçonave mede o intervalo de tempo desde o momento em que a espaçonave passa diretamente sobre o início da pista até o instante em que ela passa diretamente sobre o final da pista. Que resultado ele obtém?
Nota: 10.0
	
	A
	(a) 3567,86m (b) 90μμs (c) 89,2μμs
Você acertou!
A alternativa (a) pede o comprimento que não é próprio, sendo assim
L=Lp/γ=3600√1−(4×107/(3×108))2=3567,86mL=Lp/γ=36001−(4×107/(3×108))2=3567,86m
Para questão (b) podemos empregar um MRU para o observador terrestre:
t=x/v=3600/(4×107)=90μst=x/v=3600/(4×107)=90μs
Na questão (c) temos um MRU para o piloto:
t=x/v=3567,86/(4×107)=89,2μst=x/v=3567,86/(4×107)=89,2μs
também podemos empregar a equação para dilatação do tempo:
Δtp=Δt/γ=90√1−(4×107/(3×108))2=89,2μsΔtp=Δt/γ=901−(4×107/(3×108))2=89,2μs
	
	B
	(a) 3667,86m (b) 92μμs (c) 87,2μμs
	
	C
	(a) 3767,86m (b) 91,4μμs (c) 90,2μμs
	
	D
	(a) 3459,86m (b) 89μμs (c) 90,2μμs
Questão 5/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
Se uma rede de difração produz uma faixa brilhante de terceira ordem para a luz vermelha (de comprimento de onda de 700nm) a 65 graus do máximo central, em que ãngulo estará a faixa brilhante de segunda ordem para a luz violeta (de comprimento de onda de 400nm)?  
Nota: 10.0
	
	A
	20,2 graus
Você acertou!
Podemos empregar a equação geral dsenθ=mλdsenθ=mλ. Dividindo as duas equações obtidas e tomando o arco seno encontramos o que se pede.
	
	B
	17,8 graus
	
	C
	30,2 graus
	
	D
	23,7 graus
Questão 6/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
Uma espaçonave passa por Marte com velocidade igual a 0,985c em relação à superfície desse planeta. Quando a espaçonave está passando pela vertical de um ponto na superfície, um pulso de luz muito forte é emitido nesse ponto e depois desligado. Para um observador na superfície de Marte, a duração de pulso de luz foi igual a 75μμs. Observação, o pulso de luz partiu da nave. (a) Quem mede o tempo próprio, o observador em Marte ou o piloto da espaçonave? (b) Qual é a duração do pulso de luz medido pelo piloto da espaçonave?
Nota: 10.0
	
	A
	(a) O piloto da espaçonave mede o tempo próprio (b) 12,94×10−6s12,94×10−6s
Você acertou!
O observador em Marte não mede o tempo próprio, sendo assim, o tempo medido pelo piloto será dado por
Δtp=Δt/γ=Δt√1−v2/c2=12,94×10−6sΔtp=Δt/γ=Δt1−v2/c2=12,94×10−6s
	
	B
	(a) O piloto da espaçonave mede o tempo próprio (b) 125×10−6s×10−6s
	
	C
	(a) O observador em Marte mede o tempo próprio (b) 12,94×10−6s12,94×10−6s
	
	D
	(a) O observador em Marte mede o tempo próprio (b) 125×10−6s×10−6s
Questão 7/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
Estime a separação linear de dois objetos no planeta Marte que mal podem ser resolvidos em condições iniciais por um observador na Terra a olho nu.
Use os seguintes dados: distância entre Marte e a Terra = 8,0 . 107km; diâmetro da pupila = 5,0 mm; comprimento de onda da luz = 550 nm.
Nota: 10.0
	
	A
	2,06 . 104 km
	
	B
	1,07 . 104 km
Você acertou!
	
	C
	0,86 . 104 km
	
	D
	0,72 . 104 km
Questão 8/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
Duas fendas estreitas paralelas que estão a 0,0116mm0,0116mm de distância uma da outra são iluminadas por um feixe de laser cujo comprimento de onda é de 585nm585nm. (a) Em uma tela muito distante, qual é o número total de franjas brilhantes. (b) Em que angulo ocorre a franja que está mais longe da franja central? 
Nota: 10.0
	
	A
	(a) 39 franjas brilhantes. (b) 1,28rad1,28rad
Você acertou!
(a) A partir da expressão dsenθ=mλdsenθ=mλ, fazendo senθ=1senθ=1, encontramos m=19m=19 máximos. Como são dos dois lados a partir do máximo central, teremos 38 máximos que somado a máximo central resulta em 39 máximos.
(b) Substituindo esse valor na expressão e tomando o arco seno, encontramos o valor θ=1,28radθ=1,28rad.
	
	B
	(a) 41 franjas brilhantes. (b) 1,28rad1,28rad
	
	C
	(a) 40 franjas brilhantes. (b) 1,28graus1,28graus
	
	D
	(a) 39 franjas brilhantes. (b) 0,958rad0,958rad
Questão 9/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
A radiação eletromagnética emitida por uma estrela é observada com um telescópio situado na Terra. A estrela se afasta da Terra a uma velocidade de 0,52c. Se a radiação possui uma frequência de 8,64×1014Hz8,64×1014Hz no sistema de repouso da estrela, qual é a frequência medida por um observador na Terra?   (Efeito Doppler)
Nota: 10.0
	
	A
	4,85×1014Hz4,85×1014Hz
Você acertou!Podemos empregar a equação do efeito Doppler para o afastamento, assim
f=√(1−v/c)/(1+v/c)f0=8,64×1014√(1−0,52)/(1+0,52)=4,85×1014/zf=(1−v/c)/(1+v/c)f0=8,64×1014(1−0,52)/(1+0,52)=4,85×1014/z
	
	B
	3,43×1014Hz3,43×1014Hz
	
	C
	9,31×1014Hz9,31×1014Hz
	
	D
	1,13×1014Hz1,13×1014Hz
Questão 10/10 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna
Uma estação transmissora de rádio possui duas antenas idênticas que irradiam em fase ondas com frequência de 120MHz120MHz. A antena B está a 9,00m9,00m da antena A. Considere um ponto P entre as antenas ao longo da reta que une as duas antenas, situado a uma distância x à direita da antena A. Para que valores de x ocorrerá interferência construtiva no ponto P?
Nota: 10.0
	
	A
	0,75m;2m;3,25m;4,5m;5,75m;7m;8,25m0,75m;2m;3,25m;4,5m;5,75m;7m;8,25m
Você acertou!
A distância entre as duas antenas será 9 m, o ponto de encontro as ondas eletromagnéticas será o ponto P localizado a x metros do ponto A e a (9 - x) metros do ponto B.
A diferença entre os percursos das duas ondas, onda que parte do ponto A para o ponto P e a onda que parte do ponto B para o ponto P, para existir interferência construtiva, esta diferença de percurso deve ser múltiplo do comprimento de onda, ou seja:
(9−x)−x=mλ(9−x)−x=mλ
Você pode determinar o comprimento de onda pela relação:
V=λfV=λf
Substituindo na equação acima e calculando o valor de x para m = 0, m = 1, m = 2 e m = 3.
Se inverter a situação a interferência também é válida
	
	B
	0,7m;2m;3,7m;4,5m;5,7m;7m;8,2m0,7m;2m;3,7m;4,5m;5,7m;7m;8,2m
	
	C
	0,75m;2,5m;3,75m;4,5m;5,75m;7,5m;8,25m0,75m;2,5m;3,75m;4,5m;5,75m;7,5m;8,25m
	
	D
	0,7m;2,5m;3,7m;4,5m;5,7m;7,5m;8,2m0,7m;2,5m;3,7m;4,5m;5,7m;7,5m;8,2m