01- (UFRGS-2022) Em seu postulado sobre “ondas de matéria”, Louis De Broglie afirma que qualquer partícula massiva que tenha momentum linear tem, também, um comportamento ondulatório. O comprimento de onda dessa onda está relacionado com o momentum linear da partícula através
a) da constante de Planck.
b) da constante de Boltzmann.
c) do número de Avogadro.
d) da constante de Stefan-Boltzmann.
e) da velocidade da luz.
02- (UFRGS-2020) 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.
04- (UFRGS-2020) Em maio de 2019, comemorou-se o centenário do eclipse solar total observado desde a cidade de Sobral, no Ceará, por diversos cientistas de todo o mundo.
No momento em que a Lua encobriu o Sol, câmeras acopladas a telescópios registraram, em chapas fotográficas, posições de estrelas que apareciam próximas ao Sol, destacando-se as duas mais próximas, uma de cada lado, conforme figura 1 abaixo.
Alguns meses após o eclipse, novas fotografias foram tiradas da mesma região do céu. Nelas as duas estrelas estavam mais próximas uma da outra, conforme figura 2 abaixo.
A comparação entre as duas imagens mostrou que a presença do Sol havia desviado a trajetória da luz proveniente das estrelas, conforme esquematizado na figura 3 abaixo.
Os desvios observados, durante o eclipse, serviram para comprovar uma previsão
a) das Leis de Kepler.
b) da Lei da Gravitação Universal.
c) da Mecânica Newtoniana.
d) da Relatividade de Einstein.
e) da Mecânica Quântica.
05- (UFRGS-2019) Um átomo instável perde energia emitindo alguma forma de radiação. Quando a perda de energia ocorre devido a transições na eletrosfera do átomo, pode acontecer a emissão de
a) pósitrons.
b) luz visível.
c) partículas alfa.
d) radiação beta.
e) radiação gama.
06- (UFRGS-2019) Leia o enunciado abaixo, sobre as órbitas eletrônicas.
“As órbitas eletrônicas em torno dos núcleos atômicos devem conter um número inteiro N de comprimentos de onda de de Broglie do elétron.”
Considere as seguintes afirmações sobre o enunciado acima.
I - Ele evidencia o comportamento onda-partícula do elétron.
II - Ele assegura que as órbitas eletrônicas são sempre circunferenciais.
III - Ele define o número quântico N que identifica a órbita ocupada pelo elétron.
Quais estão corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas I e III.
d) Apenas II e III.
e) I, II e III.
07- (UFRGS-2019) Na coluna da esquerda, estão listados eventos ou situações físicas; na da direita, grandes áreas das teorias físicas.
A alternativa que relaciona corretamente o evento ou situação com a área usada para descrevê-lo é
a) 1(a), 2(b) e 3(c).
b) 1(a), 2(c) e 3(b).
c) 1(b), 2(c) e 3(a).
d) 1(c), 2(a) e 3(b).
e) 1(c), 2(b) e 3(a).
08- (UFRGS-2018) As forças que se observam na natureza podem ser explicadas em termos de quatro interações fundamentais.
Na primeira coluna do quadro abaixo, estão listadas as quatro interações fundamentais; na segunda, exemplos de fenômenos que se observam na natureza.
Assinale a alternativa que associa corretamente as interações fundamentais, mencionadas na primeira coluna, aos respectivos exemplos, listados na segunda.
a) 1(c) − 2(b) − 3(a) − 4(d)
b) 1(c) − 2(d) − 3(a) − 4(b)
c) 1(c) − 2(d) − 3(b) − 4(a)
d) 1(a) − 2(b) − 3(c) − 4(d)
e) 1(a) − 2(d) − 3(b) − 4(c)
09- (UFRGS-2018) Dilatação temporal e contração espacial são conceitos que decorrem da
a) Teoria Especial da Relatividade.
b) Termodinâmica.
c) Mecânica Newtoniana.
d) Teoria Atômica de Bohr.
e) Mecânica Quântica.
10- (UFRGS-2017) Um apontador laser emite uma radiação de comprimento de onda igual a 600 nm, isto é, 600 x 10-9 m.
São dadas a velocidade da luz no ar, c = 3,0 x 108 m/s, e a constante de Planck, 6,6 x 10-34 J.s.
Os valores que melhor representam a frequência da radiação e a energia de cada fóton são, respectivamente:
a) 50 Hz e 3,3 x 10-32 J.
b) 50 Hz e 1,32 x 10-35 J.
c) 180 Hz e 1,2 x 10-31 J.
d) 5,0 x 1014 Hz e 1,8 x 10-20 J.
e) 5,0 x 1014 Hz e 3,3 x 10-19 J.
11- (UFRGS-2017) O gráfico abaixo mostra a energia cinética Ec de elétrons emitidos por duas placas metálicas, I e II, em função da frequência f da radiação eletromagnética incidente.
Sobre essa situação, são feitas três afirmações.
I - Para f > fII, a Ec dos elétrons emitidos pelo material II é maior do que a dos elétrons emitidos pelo material I.
II - O trabalho realizado para liberar elétrons da placa II é maior do que o realizado na placa I.
III - A inclinação de cada reta é igual ao valor da constante universal de Planck, h.
Quais estão corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas II e III.
e) I, II e III.
12 - (UFRGS-2016) Segundo o modelo atômico de Bohr, no qual foi incorporada a ideia de quantização, o raio da órbita e a energia correspondentes ao estado fundamental do átomo de hidrogênio são, respectivamente, R1 = 0,53x10-10 m e E1 = -13,6 eV.
Para outras órbitas do átomo de hidrogênio, os raios Rn e as energias En, em que n = 2, 3, 4, ..., são tais que:
a) Rn = n²R1 e En = E1/n².
b) Rn = n²R1 e En = n²E1.
c) Rn = n²R1 e En = E1/n.
d) Rn = nR1 e En = nE1.
e) Rn = nR1 e En = E1/n².
13- (UFRGS-2015) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A incidência de radiação eletromagnética sobre uma superfície metálica pode arrancar elétrons dessa superfície. O fenômeno é conhecido como ........ e só pode ser explicado satisfatoriamente invocando a natureza ........ da luz.
a) efeito fotoelétrico – ondulatória
b) efeito Coulomb – corpuscular
c) efeito Joule – corpuscular
d) efeito fotoelétrico – corpuscular
e) efeito Coulomb – ondulatória
14- (UFRGS-2015) 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 = 6,6x10-34 J.s, o comprimento de onda de Broglie para um elétron (massa m = 9x10-31 kg) com velocidade de módulo v = 2,2x106 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) 3,0 x109 m.
e) 3,0 x1010 m.
15- (UFRGS-2014) No texto abaixo, Richard Feynman, Prêmio Nobel de Física de 1965, ilustra os conhecimentos sobre a luz no início do século XX.
“Naquela época, a luz era uma onda nas segundas, quartas e sextas-feiras, e um conjunto de partículas nas terças, quintas e sábados. Sobrava o domingo para refletir sobre a questão!”
Fonte: QED-The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press, 1985.
Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo.
( ) As “partículas” que Feynman menciona são os fótons.
( ) A grandeza característica da onda que permite calcular a energia dessas “partículas” é sua frequência , através da relação E=h.v .
( ) Uma experiência que coloca em evidência o comportamento ondulatório da luz é o efeito fotoelétrico.
( ) O caráter corpuscular da luz é evidenciado por experiências de interferência e de difração.
A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é
a) F – V – F – F.
b) F – F – V – V.
c) V – V – F – V.
d) V – F – V – F.
e) V – V – F – F.
16- (UFRGS-2014) Os múons cósmicos são partículas de altas energias, criadas na alta atmosfera terrestre. A velocidade de alguns desses múons (v) é próxima da velocidade da luz (c), tal que v²=0,998.c², e seu tempo de vida em um referencial em repouso é aproximadamente t0=2x10-6 s. Pelas leis da mecânica clássica, com esse tempo de vida tão curto, nenhum múon poderia chegar ao solo, no entanto eles são detectados na Terra. Pelos postulados da relatividade restrita, o tempo de vida do múon em um referencial terrestre (t) e o tempo t0 são relacionados pelo fator relativístico
Para um observador terrestre a distância que o múon pode percorrer antes de se desintegrar é, aproximadamente,
a) 6,0 x 10² m.
b) 6,0 x 10³ m.
c) 13,5 x 10³ m.
d) 17,5 x 10³ m.
e) 27,0 x 10³ m.
17- (UFRGS-2013) O diagrama abaixo representa alguns níveis de energia do átomo de hidrogênio.
Átomos de hidrogênio, inicialmente no estado fundamental, começam a ser incididos continuamente por radiações eletromagnéticas de diferentes energias Ei: E1=2,3 eV, E2=1,9 eV e E3=10,2 eV. Quais destas radiações serão absorvidas pelos átomos de H, sem causar ionização?
a) Apenas E1.
b) Apenas E2.
c) Apenas E1 e E2.
d) Apenas E2 e E3.
a) E1, E2 e E3.
18- (UFRGS-2012) Em 1905, Einstein propôs uma teoria simples e revolucionária para explicar o efeito fotoelétrico, a qual considera que a luz é constituída por partículas sem massa, chamadas de fótons. Cada fóton carrega uma energia dada por hf, onde h.=4,1 x 10-15 eV.s é a constante de Planck, e f é a frequência da luz. Einstein relacionou a energia cinética, E, com que o elétron emerge da superfície do material, à frequência da luz incidente sobre ele e à função trabalho, W, através da equação E=hf-W. A função trabalho W corresponde à energia necessária para um elétron ser ejetado do material.
Em uma experiência realizada com os elementos Potássio (K), Chumbo (Pb) e Platina (Pt), deseja-se obter o efeito fotoelétrico fazendo incidir radiação eletromagnética de mesma frequência sobre cada um desses elementos.
Dado que os valores da função trabalho para esses elementos são WK = 2,1 eV, WPb = 4,1 eV e WPt = 6,3 eV, é correto afirmar que o efeito fotoelétrico será observado, nos três elementos, na frequência
a) 1,2 x 1014 Hz.
b) 3,1 x 1014 Hz.
c) 5,4 x 1014 Hz.
d) 1,0 x 1015 Hz.
e) 1,6 x 1015 Hz.
19- (UFRGS-2011) A nanotecnologia, tão presente nos nossos dias, disseminou o uso do prefixo nano (n) junto a unidades de medida. Assim, comprimentos de onda da luz visível são, modernamente, expressos em nanômetros (nm), sendo 1 nm = 1 x 10-9 m. (Considere a velocidade da luz no ar igual a 3 x 108 m/s.)
Cerca de 60 fótons devem atingir a córnea para que o olho humano perceba um flash de luz, e aproximadamente metade deles são absorvidos ou refletidos pelo meio ocular. Em média, apenas 5 dos fótons restantes são realmente absorvidos pelos fotorreceptores (bastonetes) na retina, sendo os responsáveis pela percepção luminosa. (Considere a constante de Planck h igual a 6,6 x 10-34 J.s.)
Com base nessas informações, é correto afirmar que, em média, a energia absorvida pelos fotorreceptores quando luz verde com comprimento de onda igual a 500 nm atinge o olho humano é igual a
a) 3,30 x 10-41 J.
b) 3,96 x 10-33 J.
c) 1,98 x 10-32 J.
d) 3,96 x 10-19 J.
e) 1,98 x 10-18 J.
20- (UFRGS-2011) De acordo com a Teoria da Relatividade, quando objetos se movem através do espaço-tempo com velocidades da ordem da velocidade da luz, as medidas de espaço e tempo sofrem alterações. A expressão da contração espacial é dada por
onde v é a velocidade relativa entre o objeto observado e o observador, c é a velocidade de propagação da luz no vácuo, L é o comprimento medido para o objeto em movimento, e L0 é o comprimento medido para o objeto em repouso.
A distância Sol-Terra para um observador fixo na Terra é L0 = 1,5x1011m. Para um nêutron com velocidade v = 0,6 c, essa distância é de
a) 1,2 x 1010 m.
b) 7,5 x 1010 m.
c) 1,0 x 1011 m.
d) 1,2 x 1011 m.
e) 1,5 x 1011 m.
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