Física Moderna – 2020
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01- (ENEM-MEC-019)
Quando se considera a extrema velocidade com que a luz se espalha por todos os lados e que, quando vêm de diferentes lugares, mesmo totalmente opostos, [os raios luminosos] se atravessam uns aos outros sem se atrapalharem, compreende-se que, quando vemos um objeto luminoso, isso não poderia ocorrer pelo transporte de uma matéria que venha do objeto até nós, como uma flecha ou bala atravessa o ar; pois certamente isso repugna bastante a essas duas propriedades da luz, principalmente a última.
HUYGENS, C. In: MARTINS, R. A. Tratado sobre a luz, de Cristian Huygens. Caderno de História e Filosofia da Ciência, supl. 4, 1986.
O texto contesta que concepção acerca do comportamento da luz?
(A) O entendimento de que a luz precisa de um meio de propagação, difundido pelos defensores da existência do éter.
(B) O modelo ondulatório para a luz, o qual considera a possibilidade de interferência entre feixes luminosos.
(C) O modelo corpuscular defendido por Newton, que descreve a luz como um feixe de partículas.
(D) A crença na velocidade infinita da luz, defendida pela maioria dos filósofos gregos.
(E) A ideia defendida pelos gregos de que a luz era produzida pelos olhos
Partícula é basicamente composta por matéria mesmo que a massa seja quase desprezível.
Onda é uma perturbação periódica, ou seja, regular que transporta apenas energia e não matéria.
Esse trecho do enunciado ” …. luz se espalha por todos os lados e que, quando vêm de diferentes lugares, mesmo totalmente opostos, [os raios luminosos] se atravessam uns aos outros sem se atrapalharem, compreende-se que, quando vemos um objeto luminoso” refere-se à teoria ondulatória da luz, (teoria da independência dos raios luminosos).
Já o último texto a que ele se refere “ ..isso não poderia ocorrer pelo transporte de uma matéria que venha do objeto até nós, como uma flecha ou bala atravessa o ar” ele está contestando o transporte de matéria (flecha ou bala) sobre o modelo corpuscular (luz como feixe de partículas) proposto por Newton que não está em acordo com o modelo ondulatório proposto por HUYGENS.
R- C
02- (Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo – FATEC – 2020)
Na Teoria da Relatividade Restrita de Einstein, dois conceitos estudados referem-se ao fato de que,
ao considerar um objeto propagando-se à velocidade da luz, podemos verificar
(A) a dilatação do tempo e a dilatação do comprimento.
(B) a contração do tempo e a dilatação do comprimento.
(C) a dilatação do tempo e a contração do comprimento.
(D) a dilatação do tempo sem contração do comprimento.
(E) a contração do tempo sem contração do comprimento
Dilatação do tempo
Variação do espaço (comprimento)
R- C
03- (FGV – SP – Economia – 2020)
Regra de três:
R- C
04- (Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo – SP – 2020)
R- E
05- (UDESC – Universidade do Estado de Santa Catarina – 2020)
Analise as proposições com relação aos conceitos de Física Moderna.
I. A velocidade da luz, no vácuo, é a mesma para qualquer sistema inercial e depende do movimento da fonte de luz.
II. A luz, para fenômenos de absorção e emissão, tem caráter ondulatório.
III. O fenômeno da difração de elétrons evidencia que partículas corpusculares também podem ter comportamento ondulatório.
IV. Um dos principais aspectos fundamentais da mecânica quântica é que a energia na natureza pode assumir valores discretos.
V. Um dos princípios fundamentais da relatividade é que somente partículas sem massa podem alcançar a velocidade da luz.
Assinale a alternativa correta.
A. ( ) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
B. ( ) Somente as afirmativas III, IV e V são verdadeiras.
C. ( ) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras.
D. ( ) Somente as afirmativas I, II e V são verdadeiras.
E. ( ) Somente as afirmativas II, IV e V são verdadeiras.
I. Falsa
A velocidade da luz, no vácuo, é a mesma para qualquer sistema inercial e independe do
movimento da fonte de luz.
II. Falsa
A intercalação de ideias entre ondas e partículas com relação à luz é aceita na comunidade científica como a Natureza Dual da Luz; pois em determinados fenômenos (interferência, refração, difração…) a teoria eletromagnética consegue explicar e a teoria corpuscular está associada aos fenômenos de absorção e emissão de energia.
III. Correta
IV. Correta
A mecânica quântica (também conhecida como física quântica, teoria quântica, modelo mecânico de ondas e mecânica de matriz) é a teoria física que obtém sucesso no estudo dos sistemas físicos cujas dimensões são próximas ou abaixo da escala atômica, tais como moléculas, átomos, elétrons,
prótons e de outras partículas subatômicas, muito embora também possa descrever fenômenos macroscópicos em diversos casos.
V. Correta
Pela teoria da relatividade partículas com massa com velocidades próximas à da luz teriam suas massas tendendo ao infinito.
R- B
06- (UEG – GO – MEDICINA – 2020)
Uma estação espacial monitora a velocidade de uma nave espacial, medindo seu comprimento e comparando-o quando a nave encontra-se estacionada em sua plataforma de lançamento.
Em certo instante, a estação constatou que o comprimento da nave tinha reduzido 29%, daquele medido em repouso.
Para a estação espacial essa nave viajava, em termos da velocidade da luz , aproximadamente
a) 0,9c
b) 0,7c
c) 0,2c
d) 0,5c
e) 0,3c
Preste muita atenção no formulário abaixo
R- B
07- (Universidade Federal de Lavras – UFLA – MG – 2020)
Quando as velocidades dos objetos são próximas da velocidade da luz, consideram-se os seguintes postulados: a velocidade da luz é constante, e é a mesma para todos os observadores,
independentemente do estado do movimento deles, e as leis da física são as mesmas para todos os observadores.
Com base nessas afirmações, analise o caso de duas naves espaciais que viajam na mesma direção, mas com sentidos opostos, e que disparam intermitentemente feixes de luz dentro
das naves. Se cada nave possui velocidade v e a velocidade da luz é simbolizada como c, indique a velocidade dos feixes de luz de uma das naves percebida pelo piloto da outra nave.
(A) Velocidade c
(B) Velocidade v-c
(C) Velocidade v+c
(D) Velocidade v
R- A
08- Universidade Federal de Uberlândia – UFU – MG – meio do ano – 2019/2020
Há processos que ocorrem na estrutura eletrônica dos átomos em que um elétron pode ganhar ou perder energia. Nesses processos, o elétron passa de um nível de energia para outro, e a diferença de energia desses dois níveis, em alguns desses processos, pode ser emitida como um fóton de luz.
O fóton possui energia que pode ser determinada por uma relação direta com a frequência da luz por meio da equação E = h . f, onde E é a energia do fóton, h é a constante de Planck (h = 6,6 x 10-34 J.s) e f é a frequência da luz emitida. Nessas situações, uma unidade de energia muito utilizada é o elétron-volt (eV), sendo que 1 eV = 1,6 x 10-19J.
Considere dois níveis de energia eletrônicos com valores de E1 = -2,93eV e de E2 = -1,28 eV, e um elétron que decai do nível E2 para o nível E1, emitindo um fóton.
Qual é, aproximadamente, a frequência da luz associada a esse fóton?
A) 4,00 x 1014 Hz
B) 2,42 x 1015 Hz
C) 1,00 x 1015 Hz
D) 6,64 x 1013 Hz
Modelo atômico de Bohr
Cálculo da energia (W) contida em um fóton
E = E2 – E1 = – 1,28 eV – (- 2,93 eV) = 1,65 eVx1,6.10-19 = 2,64.10-19 J; h = 6,6.10-34 J.s e f = ?
E = h.f 
2,64.10-19 = 6,6.10-34.f f = 2,64.10-19/6,6.10-34 = 0,4.1015 f = 4 . 1014 Hz.
R- A
09- (UNESP – SP – 2020)
A sensibilidade visual de humanos e animais encontra-se dentro de uma estreita faixa do espectro da radiação eletromagnética, com comprimentos de onda entre 380 nm e 760 nm.
É notável que os vegetais também reajam à radiação dentro desse mesmo intervalo, incluindo a fotossíntese e o crescimento fototrópico.
A razão para a importância dessa estreita faixa de radiação eletromagnética é o fato de a energia carregada por um fóton ser inversamente proporcional ao comprimento de onda.
Assim, os comprimentos de onda mais longos não carregam energia suficiente em cada fóton para produzir um efeito fotoquímico apreciável, e os mais curtos carregam energia em quantidade que danifica os materiais orgânicos.
(Knut Schmidt-Nielsen. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente, 2002. Adaptado.)
A tabela apresenta o comprimento de onda de algumas cores do espectro da luz visível:
(A) azul.
(B) verde.
(C) amarela.
(D) laranja.
(E) vermelha.
Equação fundamental da ondulatória
R- B
10- Universidade Regional do Cariri (URCA)- CE – 2020
Sobre a natureza da Luz marque a alternativa distante do contexto científico:
A) O físico Christian Huygens, em 1678, considerava a Luz como constituída por ondas e não por
corpúsculo como defendia o físico Isaac Newton;
B) Quanto à teoria ondulatória quanto à teoria corpuscular explicam os fenômenos das cores;
C) O fenômeno da interferência é um processo tipicamente ondulatório não apresentado
considerando a luz como entidade corpusD) A luz está relacionada a ondas eletromagnéticas emitidas pelo movimento de cargas elétricas que
geram campos elétricos que variam e criam campos magnéticos;
E) Ondas eletromagnéticas com comprimentos que variam de metros a quilômetros são chamadas de luz visível.
A alternativa falsa é a E, pois os comprimentos de onda da luz visível são classificados segundo a cor, do violeta, que tem comprimento de onda λ = 4 . 10-7 m, ao vermelho, cujo comprimento de onda é λ = 7 . 10-7 m.
R- E
11- (Instituto Técnico da Aeronáutica – ITA – SP – 2020)
Raios cósmicos interagem com átomos da atmosfera e produzem partículas instáveis X. Por meio de experimentos, constata-se que X decai em uma partícula Y e em um neutrino ν, conforme a equação de decaimento X→Y+ν.
Considerando desprezível a massa de repouso do neutrino e X inicialmente em repouso, determine a velocidade da partícula Y em termos de c e das massas de X e de Y.
Fonte: Autoria própria
Esse problema envolve conservação de energia e de momento, a diferença é que partículas viajam a velocidades muito altas, sendo necessário utilizar as leis de conservação no contexto da relatividade restrita. Antes existia a partícula X com energia EX e momento PX, depois a partícula se separou e entraram em cena as energias EY e Eν para cada partícula, assim como momentos PY e Pν. Assumindo sentidos contrários para cada partícula temos:
Como o enunciado pediu para se desprezar a massa de ν, devemos usar a seguinte aproximação para a fórmula da energia dessa partícula:
