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FÍSICA MODERNA – I

Tópicos

I-Efeito Fotoelétrico

II-O Caráter Dual da Luz

III-O Átomo de Bohr

IV-Forças Fundamentais da Natureza

V-Origem e Evolução do Universo

VI-Revisão – Física Moderna

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I- EFEITO FOTOELÉTRICO

1(IME/RJ) No ano de 1900, o físico alemão Max Planck (1858–1947) apresentou à Sociedade alemã de Física um artigo queintroduzia

a idéia de quantização de energia, segundo a qual um corpo

aquecido não emite energia de modo contínuo. A explicação do efeito fotoelétrico foi feita, em 1905, pelo físico alemão Albert

Einstein (1879-1955) utilizando o conceito de quantização.

Sendo assim, a)Descreva as principais características do Efeito Fotoelétrico.

b)Analise sua equação e sua constante.

c)Descreva os fotoelétrons. d)Monte o o gráfico de Ec em função de f , onde o coeficiente

angular da reta é a constante de Planck.

e)Faça a análise das principais propriedades do gráfico.

2(IME/RJ) A explicação do efeito fotoelétrico foi feita, em 1905, pelo físico

alemão Albert Einstein (1879-1955) utilizando o conceito de quantização. Einstein considerou a luz ou qualquer outra

radiação eletromagnética não uma onda mas composta de

”partículas” de energia denominada fótons. A energia de um fóton é denominada quantum. Um quantum de energia E de

uma radiação eletromagnética de frequência f é dada pela

equação de Planck:

E = h.f

a)Dê as principais características do efeito fotoelétrico? b)Explique a equação de Planck.

c)Dê as principais características das "células fotoelétricas".


3.(IME/RJ) O Sr. Phortunato instalou, em sua farmácia de manipulação, um

dispositivo conhecido como “olho elétrico”, que, acionado quando alguém passa pela porta de entrada, o avisa da chegada de seus

clientes. Na figura abaixo, esse dispositivo está representado esquematicamente.

Observe que a luz proveniente de uma lâmpada passa através de aberturas na lateral do portal e incide numa placa metálica colocada

ao lado do mesmo. Essa placa, ao ser iluminada, libera elétrons da

sua superfície. O fluxo desses elétrons através do fio constitui a corrente elétrica que passará na bobina, fazendo-a atuar sobre o

braço metálico, o que evita o acionamento da campainha. Quando alguém entra na farmácia, o feixe de luz é bloqueado, e com isso a

corrente elétrica no circuito da bobina é interrompida. Dessa forma, a mola, que está distendida e se encontra presa no braço metálico,

puxa este e o faz tocar no interruptor do alarme, fechando o circuito do alarme e acionando a campainha. Quando a pessoa acaba de

passar pela porta, a luz volta a incidir sobre a placa metálica, a corrente volta a fluir no circuito da bobina e a bobina atrai o braço do

alarme, abrindo o circuito do alarme e desativando a campainha. Levando em consideração o que está descrito acima,

a) explicite todas as formas de energia envolvidas no processo, desde o instante em que a pessoa interrompe o feixe de luz no portal

até o instante em que a campainha toca;

b) identifique e descreva uma das partes do sistema “olho elétrico” que seja devidamente explicada apenas à Luz da Física Moderna;

c) faça um diagrama esquematizando o braço metálico (de peso desprezível) e represente todas as forças que nele atuam e

as intensidades relativas dessas forças, para o caso de estar fluindo corrente na bobina. Suponha que a ação magnética da bobina

sobre esse braço esteja restrita ao ponto P da figura e que a distância OM corresponda a um terço da distância OP.


http://1.bp.blogspot.com/_JJJ4o4Jcg48/TO_HRM5GjkI/AAAAAAAAYYQ/eBHL9Dgubzo/s1600/Figura1.jpg

4.(UFRGS/RS) Considere as seguintes afirmações sobre o efeito fotoelétrico.

I. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por uma

superfície metálica atingida por radiação eletromagnética. II. O efeito fotoelétrico pode ser explicado satisfatoriamente

com a adoção de um modelo corpuscular para a luz.

III. Uma superfície metálica fotossensível somente emite fotoelétrons quando a frequência da luz incidente nessa

superfície excede um certo valor mínimo, que depende do

metal.

a)Quais estão corretas?

b)Justifique sua resposta.

5.(UFSC) Assinale a(s) proposição(ões) correta(s): 01) 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 fotoelétrico. 02) a difração e a interferência são fenômenos que somente

podem ser explicados satisfatoriamente por meio do comportamento ondulatório da luz.

04) o efeito fotoelétrico somente pode ser explicado

satisfatoriamente quando consideramos a luz formada por partículas, os fótons.

08) o efeito fotoelétrico 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".

a)Dê como resposta a soma das alternativas corretas. b)Justifique.

6.(UFPE) Para liberar elétrons da superfície de um metal é necessário

iluminá-lo com luz de comprimento de onda igual ou menor que:

6,0.10-7

m.

Qual o inteiro que mais se aproxima da frequência óptica, em unidades de10

14 Hznecessária para liberar elétrons com energia

cinética igual a3,0 eV?

Dados: constante de Planck:h = 4,14.10-15

eV.s.

xxxxxx xvelocidade de propagação da luz no vácuo:c = 3.108

m/s


7.(UEPB) A descoberta do efeito fotoelétrico e sua explicação pelo físico Albert Einstein, em 1905, teve grande importância para a

compreensão mais profunda da natureza da luz. No efeito

fotoelétrico, os fotoelétrons 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 que em um circuito foi construído conforme a figura e que o cátodo é feito de um material com

função trabalho φ = 3,0 eV (elétron-volt).

Se um feixe de luz incide sobre C, então o valor de frequência f da luz para que sejam, sem qualquer outroefeito, emitidos

fotoelétrons comenergia cinética máximaEc = 3,6 eV, em hertz, vale:

Dados:

h = 6,6.10-34

J.s

1eV = 1,6.10-19

J

8.(VM/2016) Qual a frequência mínima (frequência de corte) de emissão de

fotoelétrons do sódio? Dados: função trabalho do sódio Φ = 2,28 eV

constante de Planck:h = 4,14.10-15 eV.s.


http://2.bp.blogspot.com/-3a7VRj4FkSw/UoztCgjIxQI/AAAAAAAABj4/C7H77aGFQlw/s1600/zequart.png

9.(VM/2016) A função trabalho do zinco é 4,31 eV. Verifique se há emissão

de fótons elétrons quando sobre uma placa de zinco incide luz

de comprimento de onda: 4,5.10-7 m.


eV.s.

velocidade de propagação da luz no vácuo:c = 3.108 m/s

10.(VM/2016)

A função trabalho do potássio é igual a 2,24 eV. A energia cinética máxima de um fóton emitido é de 1,90 eV. Determine a

frequência e o comprimento de onda da radiação

eletromagnética que produziu essa emissão.

Dados:constante de Planck: h = 4,14.10-15

eV.s.

velocidade de propagação da radiação eletromagnética novácuo :

c = 3.108 m/s

11.(UFG/GO)

Um laser emite um pulso de luz monocromático com duração de

6,0 ns,comfrequência de4,0 x 1014

Hz e potência de 110 mW. O número de fótons contidos nesse pulso é :-15 a) 2,5 x 10

9 b) 2,5 x 10

12 c) 6,9 x 10

13 d) 2,5 x 10

14 e) 4,2 x 10

17

Dados: constante de Planck: h = 6,6 x 10-34

J.s

1,0 ns = 1,0 x 10-9

s


12.(UEPB)

“Quanta do latim”

Plural de quantum

Quando quase não há Quantidade que se medir

Qualidade que se expressar

Fragmento infinitésimo

Quase que apenas mental...”

(Gilberto Gil)

O trecho acima é da música Quanta, que faz referência ao

quanta, denominação atribuída aos pequenos pacotes de energia emitidos pela radiação eletromagnética, segundo o

modelo desenvolvido por Max Planck, em 1900. Mais tarde

Einstein admite que a luz e as demais radiações eletromagnéticas deveriam ser consideradas como um feixe

desses pacotes de energia, aos quais chamou de fótons, que

significa “partículas de luz”, cada um transportando uma quantidade de energia.

Adote, h = 6,63 . 10-34

J.s e 1 eV = 1,6 . 10-19

J.

Com base nas informações do texto acima, pode-se afirmar que:

a) quando a frequência da luz incidente numa superfície

metálica excede um certo valor mínimo de frequência, que depende do metal de que foi feita a superfície, esta libera

elétrons; b) as quantidades de energia emitidas por partículas oscilantes,

independem da frequência da radiação emitida;

c) saltando de um nível de energia para outro, as partículas não emitem nem absorvem energia, uma vez que mudaram de

estado quântico;

d) a energia de um fóton de frequência:100 MHz é de 663.10-28

eV;

e) o efeito fotoelétrico consiste na emissão de fótons por uma

superfície metálica, quando atingida por um feixe de elétrons.


13.(UFPE)

Para liberar elétrons da superfície de um metal é necessário

iluminá-lo com luz de comprimento de onda igual ou menor que6,0.10

-7 m.

Qual o inteiro que mais se aproxima da frequência óptica, em

unidades de1014

Hz necessária para liberar elétrons com energia cinética igual a 3,0 eV? 0-15


eV.s

velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3.108

m/s

14.(ITA)

Incide-se luz num material fotoelétrico e não se observa a emissão de elétrons. Para que ocorra a emissão de elétrons do

mesmo material basta que se aumente(m):

a) a intensidade da luz. b) a frequência da luz

c) o comprimento de onda da luz.

d) a intensidade e a frequência da luz. e) a intensidade e o comprimento de onda da luz

15(VM/2016)

O efeito fotoelétrico contrariou as previsões teóricas da física

clássica porque mostrou que a energia cinética máxima dos elétrons, 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 amplitude e não do comprimento de onda da radiação

incidente. d) do comprimento de onda e não da frequência da radiação

incidente.

e) da frequência e não da amplitude da radiação incidente.


16.(CEFET/MG)

No efeito fotoelétrico, elétrons são retirados de uma superfície metálica por meio de colisões com fótons incidentes. A energia

__________ com que saem os fotoelétrons é _______ à energia

dos fótons menos a energia que os prende na superfície do metal, denominada função ____________.

A opção que preenche corretamente a sequencia de lacunas é

a) cinética, igual, trabalho. b) elétrica, menor que, elétrica.

c) cinética, menor que, trabalho.

d) luminosa, maior que, potência. e) potencial, equivalente, potência.

17.(FUVEST)

Em um laboratório de física, estudantes fazem um experimento

em que radiação eletromagnética de comprimento de onda λ =

300 nmincide em uma placa de sódio, provocando a emissão de elétrons. Os elétrons escapam da placa com energia cinética

máxima EC = E - W, sendo E a energia de um fóton da radiação

e W a energia mínima necessária para extrair um elétron da placa. A energia de cada fóton é:E = h.f, sendo h a constante

de Planck e f a frequência da radiação. Determine:

a) a frequência f da radiação incidente na placa de sódio; b) a energia E de um fóton dessa radiação;

c) a energia cinética máxima EC de um elétron que escapa da

placa de sódio; d) a frequência f0 da radiação eletromagnética, abaixo da qual é

impossível

haver emissão de elétrons da placa de sódio.

Note e adote: Velocidade da radiação eletromagnética: c = 3,0.10

8 m/s

1nm = 10-9

m

h = 4.10-15

eV.s

W (sódio) = 2,3 eV

1 eV = 1,6.10-19

J


18(UFG/GO) Para explicar o efeito fotoelétrico, Einstein, em 1905,

apoiou-se na hipótese de que:

a) a energia das radiações eletromagnéticas é quantizada. b) o tempo não é absoluto, mas depende do referencial em

relação aoqual é medido.

c) os corpos contraem-se na direção de seu movimento. d) os elétrons em um átomo somente podem ocupar

determinadosníveis discretos de energia.

e) a velocidade da luz no vácuo corresponde à máxima

velocidadecom que se pode transmitir informações.

19.(VM/2016) Com relação ao efeito fotoelétrico, julgue as seguintes

afirmações: 01. A ocorrência desse efeito depende da frequência, e não da

intensidadeda radiação utilizada.

02. É possível que esse efeito ocorra com luz azul fraca e não ocorracom luz vermelha intensa.

04. A velocidade com que um elétron é ejetado depende da

frequênciada radiação usada, mas não de sua intensidade. 08. Supondo que o fenômeno ocorre em uma determinada

região deuma placa metálica, o número de elétrons extraídos

depende daintensidade da luz utilizada. 16. Para uma determinada radiação incidente, a velocidade dos

elétronsejetados depende do metal usado na experiência.

Dê como resposta a soma dos números associados às afirmaçõescorretas.


20.(UEPB) Em 1905, Albert Einstein apresentou seu trabalhoreferente

ao efeito fotoelétrico. Este explicou, com base na hipótese de

Max Planck apresentada em 1900, segundo a qual a radiação térmicaemitida por um corpo negro é constituída por quanta de

energia, quea energia dos elétrons emitidos por uma placa

metálica iluminada dependeapenas da frequência da luz incidente. Naquele período, constatou-se que, para alguns

fenômenos que ocorrem com a luz, ela secomporta como onda

produzindo interferência (como no experimentoda dupla fenda

de Young). Entretanto, em outros fenômenos ela apresenta

comportamento de partícula (como no efeito fotoelétrico). Diz-

-se então que a luz possui uma natureza dual: ora se comporta comouma onda, ora se comporta como partícula. A respeito da

dualidadeonda-partícula da luz, apresentam-se as seguintes

proposições: I. O comportamento ondulatório e o comportamento corpuscular

daluz são simultâneos.

II. O comportamento ondulatório da luz exclui seu comportamentocorpuscular.

III. O comportamento ondulatório e o comportamento

corpuscular daluz são equivalentes. Com relação às proposições apresentadas, é correto afirmar

que:

a) apenas II é verdadeira. b) II e III são verdadeiras.

c) apenas I é verdadeira.

d) I e III são verdadeiras. e) apenas III é verdadeira.


II-O Caráter Dual da Luz

1.(IME/RJ)

Em determinados fenômenos, a luz apresenta natureza corpuscular

e em outros, natureza ondulatória. É o caráter dual da luz.

Tendo por base o esquema acima, descreva as principais

características do Caráter Dual da Luz.

2.(IME/RJ) O cientista holandês Christian Huygens (1629-1695) apresentou a

teoria ondulatória da luz, segundo a qual a luz se propaga através do espaço por meio de ondas.O caráter ondulatório da luz ficou

plenamente estabelecido quando o físico escocês John Clerk Maxwell (1831-1879) formulou a teoria ondulatória eletromagnética,

considerando a luz uma onda eletromagnética.A teoria ondulatória justifica muitos fenômenos que ocorrem com a luz, como é o caso da

interferência e da difração.No entanto, o efeito fotoelétrico explicado por Einstein considera a luz como um fluxo de “partículas” ou

“corpúsculos”, denominados fótons. Ao colidir com a superfície de um metal as "partículas de luz" (fótons)podem "arrancar" elétrons desta

superfície. Esse fenômeno é chamado de efeito fotoelétrico,

resultando da colisão entre duas “partículas”, o fóton e o elétron. A luz apresenta, portanto, dupla natureza: ondulatória e corpuscular,

comportando-se como onda eletromagnética ou como fluxo de partículas, conforme o fenômeno estudado.

a)Descreva o Caráter Dual da Luz (de Louis De Broglie). b)Equacione o comprimento de onda associado à

partícula, denominado comprimento de onda de De Broglie. c)Em 1927 cientistas dos laboratórios Bell, nos Estados Unidos,

constataram um fenômeno até então considerado exclusivamente ondulatório. Qual é esse fenômeno? Explique.


http://3.bp.blogspot.com/-I6G_HNrlsXo/VHX88GrR8aI/AAAAAAAAD7k/oD_7RHungjo/s1600/zdual.png

3.(VM/2016)

Analise as proposições:

I) Em determinados fenômenos a luz apresenta natureza ondulatória e, em outros, corpuscular. É o caráter dual da luz.

II) Os fenômenos da interferência da luz, da difração e o efeito

fotoelétrico são explicados pela natureza ondulatória da luz. III) Partículas, como os elétrons, também possuem

propriedades ondulatórias.

a)Quais são as afirmações corretas?

b)Justifique.

4.(VM/2016)

Um elétron se desloca com velocidade:3,0.106 m/s.

Determine o comprimento de onda de De Broglie associado ao

elétron.

Dados: massa do elétronm = 9,11.10-31

kg

constante de Planckh = 6,63.10-34

J.s.

5.(VM/2016)

Uma bola de futebol se desloca com velocidade 10 m/s. Calcule

o comprimento de onda de De Broglie associado à bola.

Dados:massa da bola de futebol :m = 400 g

constante de Planck: h = 6,63.10-34

J.s.

6.(VM/2016)

Retome os dois últimos exercícios anteriores. Por meio dos valores dos comprimentos de onda associados ao elétron e à

bola de futebol, explique por que não se pode observar efeitos

ondulatórios, como a difração, para objetos em escala macroscópica.


7.(UFRN)

Bárbara ficou encantada com a maneira de Natasha explicar a dualidade onda-partícula, apresentada nos textos de Física

Moderna. Natasha fez uma analogia com o processo de

percepção de imagens, apresentando uma explicação baseada numa figura muito utilizada pelos psicólogos da Gestalt. Seus

esclarecimentos e a figura ilustrativa são reproduzidos a seguir:

Figura citada por Natasha, na qual dois perfis formam um cálice e vice-versa.

A minha imagem preferida sobre o comportamento dual da luz é

o desenho de um cálice feito por dois perfis. Qual a realidade que percebemos na figura? Podemos ver um cálice ou dois

perfis, dependendo de quem consideramos como figura e qual consideraremos como fundo, mas não podemos ver ambos

simultaneamente. É um exemplo perfeito de realidade criada

pelo observador, em que nós decidimos o que vamos observar. A luz se comporta de forma análoga, pois, dependendo do tipo

de experiência ("fundo"), revela sua natureza de onda ou sua

natureza de partícula, sempre escondendo uma quando a outra é mostrada.Diante das explicações acima, é correto afirmar que

Natasha estava ilustrando, com o comportamento da luz, o que

os físicos chamam de princípio da: a) incerteza de Heisenberg.

b) complementaridade de Bohr.

c) superposição. d) relatividade.


http://2.bp.blogspot.com/-rqJ1OBNVNCE/Up9TMbjZYyI/AAAAAAAABp4/pX0H9YvDJoM/s1600/zkua.png

8.(URGS-RS)

O dualismo onda-partícula refere-se a características

corpusculares presentes nas ondas luminosas e a características ondulatórias presentes no comportamento de partículas, tais

como elétrons. A natureza nos mostra que características

corpusculares e ondulatórias não são antagônicas mas, sim, complementares. Dentre os fenômenos listados, o único

que não está relacionado com o dualismo onda-partícula é:

a) o efeito fotoelétrico. b) a ionização de átomos pela incidência de luz.

c) a difração de elétrons.

d) o rompimento de ligações entre átomos pela incidência de luz.

e) propagação, no vácuo, de ondas de rádio de frequência

média.

9.(UFC-CE) Associamos a uma partícula material o que chamamos de

comprimento de onda de De Broglie. A) Dê a expressão que relaciona o comprimento de onda de De

Broglie com o momentum da partícula.

B) Considere duas partículas com massas diferentes e mesma velocidade. Podemos associar a cada uma o mesmo

comprimento de onda de De Broglie? Justifique.

10.(Olimpíada Paulista de Física) Cálcule o momento linear de um fóton de comprimento de onda

780 nm, típico de diodos laser empregados na leitura de CDs.

Dado: h = constante de Planck = 6,63.10-34

J.s

a) 2,5.10-27

J.s/m

b) 3,5.10-28

J.s/m

c) 4,5.10-26

J.s/m

d) 8,5.10-28

J.s/m

e) 9,5.10-29

J.s/m


III- O átomo de Bohr

1.(IME/RJ) A partir de alguns experimentos, Ernest Rutherford, no início do

século XX, propôs um modelo para o átomo. Uma nuvem

de elétrons carregados negativamente circundando o denso núcleo, carregado positivamente. Uma concepção planetária

onde o núcleo seria o Sol e os elétrons, girando em órbita do

núcleo, os planetas. Um problema teórico colocou em dúvida esse modelo. Estando carregado eletricamente e acelerado

(aceleração centrípeta) o elétron deveria emitir energia na

forma de ondas eletromagnéticas. Com isso acabaria aproximando-se do núcleo até chocar-se com ele. Embora

previsto teoricamente o colapso não acontece o que fez com

que o físico dinamarquês Niels Bohr elaborasse uma teoria para solucionar o problema atômico.

a)Descreva o modelo atômico de Bohr - baseado nas ideias de

Planck. b)Descreva a equação desse modelo.

c)Análise a equação.

d)Faça um esquema dos com os níveis de energia de um elétron num átomo de hidrogênio.

2.(VM/2016)

O elétron do átomo de hidrogênio ao absorver um fóton passa

do estado fundamental (n = 1) para o primeiro estado

estacionário excitado (n = 2).

Sendo: h = 4,14.10-15

eV.sa constante de Planck, determine:

a) a energia absorvida nessa transição; b) a frequência do fóton absorvido.


3.(VM/2016)

A figura abaixo mostra os níveis de energia do átomo de

hidrogênio. Na transição do nível 4 para o nível 1, determine a frequência e o comprimento de onda do fóton emitido.

Dados:

Constante de Planck: h = 4,14.10-15

eV.s

Velocidade de propagação daluz: c = 3,0.108 m/s


http://4.bp.blogspot.com/_JJJ4o4Jcg48/TRndpP6h5SI/AAAAAAAAYts/T6INMfRucUE/s1600/bohr.jpg

4.(UFMG)

A figura mostra, esquematicamente, os níveis de energia permitidos para elétrons de um certo elemento químico. Quando

esse elemento emite radiação, são observados três

comprimentos de onda diferentes, λa, λb, λc.

a) com base na figura, explique a origem da radiação

correspondente aos comprimentos de onda λa, λb e λc. b) considere que λa < λb < λc. Sendo h a constante de Planck e

c a velocidade da luz, determine uma expressão para o

comprimento de onda λa.


http://2.bp.blogspot.com/_JJJ4o4Jcg48/TRngomirypI/AAAAAAAAYt0/L9Lkax0NyGc/s1600/bohr2.jpg

5.(ITA) O diagrama mostra os níveis de energia (n) de um elétron em um 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


http://3.bp.blogspot.com/-K3AKOk4-7_s/UqhbHxfn35I/AAAAAAAABsM/DJHL36z9uLI/s1600/zquartetxuveru.png

6.(UFPE)

De acordo com o modelo de Bohr, os níveis de energia do átomo

de hidrogênio são dadospor : En = -13,6/n2, emeV. Qual a energia, em

eV, de um fóton emitido quando o átomo efetua uma transição

entre os estados com n = 2 e n = 1? a) 13,6

b) 10,2

c) 5,6

d) 3,4

e) 1,6

7.(AFA/SP)

O elétron do átomo de hidrogênio, ao passar do primeiro estado

estacionário excitado, n = 2 para o estado fundamental n = 1, emite um fóton.Tendo em vista o diagrama da figura abaixo,

que apresenta, de maneira aproximada, os comprimentos de

onda das diversas radiações, componentes do espectro eletromagnético, pode-se concluir que o comprimento de onda

desse fóton emitido corresponde a uma radiação na região do(s)

a) raios gama

b) raios X

c) ultravioleta

d) infravermelho

e) n.d.a


http://4.bp.blogspot.com/-F4LlOQAcQGU/UqhdtJxQeYI/AAAAAAAABsY/jZ46I6Qz8vM/s1600/zquartetxuveru2.png

IV- As forças fundamentais da Natureza

1(IME/RJ)

Em Física Clássica estudamos a força de atrito de

escorregamento entre corpos, a força de atração gravitacional entre massas, a força eletromagnética constituída pelas forças

eletrostática, de atração ou de repulsão entre cargas elétricas e

magnética, que age em cargas elétricas em movimento num campo magnético. Existem também forças que atuam no mundo

microscópico. São as forças nucleares.De um modo geral, em

todos os fenômenos físicos estão envolvidos apenas quatro tipos de interações fundamentais, representadas por quatro

diferentes forças: a força gravitacional, a força eletromagnética,

a força nuclear forte e a força nuclear fraca. No mundo macroscópico, as duas primeiras são as mais importantes, pois

as forças nucleares têm alcance muito curto, da ordem das

dimensões dos núcleos atômicos.Descreva as principais forças em ordem decrescente de suas intensidade.

a)Força Nuclear Forte.

b)Força Eletromagnética c)Força Nuclear Fraca

d)Força Gravitacional

2(IME/RJ)

Descreva a força eletrofraca e a unificação das quatro forças fundamentais.


3.(VM/2016) A força de atrito, a força normal e a força de tração num fio

são: a) forças de natureza nuclear forte;

b) forças de natureza gravitacional;

c) forças de natureza eletromagnética; d) forças de natureza, respectivamente, nuclear forte,

gravitacional e eletromagnética.

e) forças de natureza, respectivamente, nuclear fraca,

eletromagnética e nuclear forte

4.(VM/2016) Associe as colunas de I, II, III e IV com A,B,C e D.

I) Força nuclear forte. II) Força eletromagnética

III) Força nuclear fraca

IV) Força gravitacional A) força com que a Terra e a Lua se atraem

B) força que mantém prótons unidos no núcleo atômico

C) força que une os quarks na formaçãode prótons e nêutrons D) força de atrito


5.(FESP/UPE)

Assinale, na coluna I, as afirmativas verdadeiras e na coluna II, as falsas.Em relação às Forças Fundamentais da Natureza.

6.(UFMT) Em 1947, na Universidade de Bristol (Inglaterra), Cesar Lattes,

físico brasileiro, idealizou uma série de experiências que culminou com a descoberta do méson, partícula responsável

pela força de interação nuclear forte. Essa força é responsável

pela: a) existência dos núcleos atômicos.

b) atração entre a Terra e a Lua.

c) queima de petróleo. d) transparência de materiais vítreos.

e) catástrofe do ultravioleta nas radiações de corpos negros.


http://2.bp.blogspot.com/_JJJ4o4Jcg48/TSMX5eHWJRI/AAAAAAAAYyw/jCd_wpNhmsM/s1600/Figura1.jpg

7.(UFMT) Na Física Contemporânea, todos os fenômenos podem ser

descritos pelas quatro Forças Naturais:

• a Gravitacional, que atua entre corpos e partículas que possuem massa.

• a Eletromagnética, que atua entre corpos e partículas que

possuem carga elétrica. • a Nuclear Forte, que atua entre prótons e nêutrons no interior

do núcleo dos átomos.

• a Nuclear Fraca, que é responsável pelos processos de

transformação de um próton em um nêutron, ou vice-versa.

Assim sendo, uma reação química é uma manifestação:

a) da força gravitacional. b) da força nuclear forte.

c) da força eletromagnética.

d) da força nuclear fraca. e) de uma combinação das forças gravitacional e

eletromagnética.


8.(UFRN) Cláudia, ginasta e estudante de Física, está encantada com

certos apelos estéticos presentes na Física Teórica. Ela ficou

fascinada ao tomar conhecimento da possibilidade de uma explicação unificadora para todos os tipos de forças existentes

no universo, isto é, que todas as interações fundamentais

conhecidas na natureza (gravitacional, eletromagnética, nuclear fraca e nuclear forte) poderiam ser derivadas de uma espécie de

superforça. Em suas leituras, ela pôde verificar que, apesar dos

avanços obtidos pelos físicos, o desafio da grande unificação

continua até os dias de hoje. Cláudia viu, em um de seus livros,

um diagrama ilustrando a evolução das principais ideias de

unificação ocorrida na Física.

Na execução da coreografia anterior, podemos reconhecer a

existência de várias forças atuando sobre a ginasta Cláudia e/ou

a corda. Forças de atrito, peso, tração e reação do solo (normal) podem ser facilmente identificadas. Esse conjunto de forças,

aparentemente, não está contemplado no diagrama que mostra

as interações fundamentais do universo. Isso pode ser compreendido, pois, em sua essência, as forças

a) de atrito e peso são de origem eletromagnética.

b) normal e peso são de origem gravitacional. c) normal e de tração são de origem eletromagnética.

d) de atrito e de tração são de origem gravitacional.


http://3.bp.blogspot.com/-zBzzoh6xUIk/UrGT_CuijvI/AAAAAAAABv0/_xTqF0UrV2o/s1600/zqua1.png

9.(UEL/PR) O LHC (LargeHadronCollider), maior acelerador de partículas do

mundo, foi inaugurado em setembro de 2008, após 20 anos de intenso trabalho. Sua função é acelerar feixes de partículas, de

tal forma que estes atinjam uma velocidade estimada em cerca

de 99,99% da velocidade da luz. A colisão entre prótons será tão violenta que a expectativa é de se obterem condições

próximas àquelas que existiram logo após o Big Bang.

A primeira missão desse novo acelerador é estudar partículas

indivisíveis (elementares) e as forças (interações) que agem

sobre elas. Quanto às forças, há quatro delas no universo:

i) a, responsável por manter o núcleo atômico coeso; ii) a, que age quando uma partícula se transforma em outra;

iii) a, que atua quando cargas elétricas estão envolvidas.

iv) a quarta força é a (a primeira conhecida pelo ser humano). (Adaptado: BEDIAGA, I. LHC: o colosso criador e esmagador de matéria. Ciência Hoje. n. 247,

v. 42. abr. 2008. p. 40.)

No texto, foram omitidas as expressões correspondentes às

nomenclaturas das quatro forças fundamentais da natureza, em acordo com a teoria mais aceita no meio científico hoje.

Assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente,

os nomes dessas forças. a) força gravitacional, força nuclear fraca, força

eletromagnética, força nuclear forte.

b) força nuclear forte, força eletromagnética, força nuclear fraca, força gravitacional.

c) força nuclear forte, força nuclear fraca, força

eletromagnética, força gravitacional. d) força gravitacional, força nuclear forte, força

eletromagnética, força nuclear fraca.

e) força nuclear fraca, força gravitacional, força nuclear forte, força eletromagnética.


10.(FESP/UPE)

Assinale, na coluna I, as afirmativas verdadeiras e na coluna II,

as falsas. Em relação às Forças Fundamentais da Natureza.

11.(UFMT) Na Física Contemporânea, todos os fenômenos podem ser descritos pelas quatro Forças Naturais:

• a Gravitacional, que atua entre corpos e partículas que

possuem massa. • a Eletromagnética, que atua entre corpos e partículas que

possuem carga elétrica.

• a Nuclear Forte, que atua entre prótons e nêutrons no interior do núcleo dos átomos.

• a Nuclear Fraca, que é responsável pelos processos de transformação de um próton em um nêutron, ou vice-versa.

Assim sendo, uma reação química é uma manifestação:

a) da força gravitacional. b) da força nuclear forte.

c) da força eletromagnética.

d) da força nuclear fraca. e) de uma combinação das forças gravitacional e

eletromagnética.


http://1.bp.blogspot.com/-jM9aQ1kUjB0/UrGdfxO1nBI/AAAAAAAABwE/KnYXw8530eo/s1600/zqua21.png

V- ORIGEM E EVOLUÇÃO DO

UNIVERSO

1(IME/RJ)

Descreva as principais características da “Matéria e

da Antimatéria”.

2(IME/RJ)

Descreva as principais características do “Buraco

Negro”.

3(IME/RJ)

Descreva as principais características do “Big-Bang”.

4(IME/RJ)

Sobre as evidencias do “Big-Bang”

a)Descreva a Lei de Hubble.

b)A Radiação Cósmica de Fundo.

c)O Paradoxo de Olbers.


VI-REVISÃO DE FÍSICA

MODERNA

1(IME/RJ)

Descreva as principais características dos “Fótons de Luz”, de

Max Planck.

2(IME/RJ)

Descreva as principais características do “Efeito Fotoelétrico” ,

de Einstein.

3(IME/RJ)

Descreva as principais características da “Dualidade Onda-

Partícula – de Broglie”.

4(IME/RJ)

Descreva o “Princípio da complementaridade de Bohr”.


5(IME/RJ)

Descreva o “Princípio da Incerteza de Heisenberg”.

6(IME/RJ) Por volta de 1900, o professor da Universidade de Berlim, Max

Planck, propõe, na sequência de uma série de trabalhos, o modelo de absorção e emissão discreta de radiação,

introduzindo uma constante universal, hoje denominada

constante de Planck. Cinco anos depois Einstein utiliza a teoria de Planck e explica o efeito fotoelétrico. Neste mesmo ano de

1905 ele publica mais quatro artigos sobre os quais falaremos

mais abaixo. Entre 1911 e 1913, Niels Bohr, um jovem dinamarquês em estágio de pós-doutorado nas Universidades de

Cambridge e Manchester, desenvolve o primeiro modelo

atômico da era moderna, obtendo enorme sucesso na explicação do espectro discreto do átomo de hidrogênio; era o

início da teoria quântica. Assim, sob um ângulo personalista

podemos dizer que a revolução em curso é sustentada pelo triplé- Planck-Einstein-Bohr. a)Descreva as principais características desse trabalho de Max

Planck . b)Cite os 5 principais artigos do “Ano Miraculoso” de Einstein

(annusmirabili) c)Descreva as principais características do átomo de Bohr.


7(IME/RJ)

1905: Um Ano Miraculoso

Há 110 anos, um jovem físico, trabalhando como técnico de

3ªclasse em um escritório de patentes em Berna (Suíça), publicou cinco trabalhos. Todos de excelente qualidade. Dois

deles mostrariam, com base em teorias simples e elegantes,

como poderia ser demonstrada experimentalmente a realidade física de átomos e moléculas, assunto ainda controverso no

início do século passado. Os três artigos restantes alteraram

profundamente a face da física moderna. No primeiro a ser

concluído naquele ano, o jovem rebelde e contestador propôs o

que mais tarde ele classificaria como a Ideia mais revolucionária

de sua vida:a luz, sob certos aspectos, apresenta uma natureza granular.Em julho e setembro, concluiu os dois últimos artigos

de 1905 e aos quaisseu nome estaria associado para sempre.

Eles, em conjunto, dariam origem à teoria da relatividade, que destruiria o caráter absoluto atribuído, durante séculos, ao

tempo e ao espaço.Seu nome: Albert Einstein.

a)Cite os 5 trabalhos do ano Miraculoso de Einstein (1905) b)Descreva as principais característica de doisdeles ( se

possível, ilustre sua explicação com uma equação) .

8(IME/RJ) Einstein é popularmente conhecido como o pai da teoria da

relatividade, mas recebeu o Prêmio Nobel especialmente pela descoberta da lei do efeito fotoelétrico, fato pouco conhecido pelo

grande público. Além dessas duas áreas de conhecimento, Einstein tem contribuições importantes em várias outras áreas da física. Seu

primeiro artigo científico foi publicado em 1901, na Annalen der Physik, sobre as "conseqüências do efeito da capilaridade", um

problema de termodinâmica. Continua nessa linha de trabalho até 1905, publicando dois artigos em 1902, um em 1903 e outro em

1904, todos na Annalen der Physik. Depois vêm os magníficos trabalhos de 1905, para muitos, oannusmirabilis da sua vida

científica.

Sobre os trabalhos de Einstein, descreva:

a)As principais característica do movimento browniano.

b)O princípio da relatividade de Einstein e explique a equação : E = m . c 2

c)O paradoxo dos gêmeos da Teoria da Relatividade.


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