Em 1923, Arthur Holly Compton confirmou a natureza corpuscular da radiação fazendo com que um feixe de raios X incidisse sobre uma amostra de grafite e observando o aumento do comprimento de onda dessa radiação (Δλ) em função do ângulo segundo o qual os raio X são espalhados (θ). Esse aumento, chamado deslocamento Compton, é calculado pela expressão !$ Δλ = \dfrac{h}{m.c}. (1 - cosθ) !$ , onde m é a massa dos elétrons livres da amostra-alvo.

Considere que um feixe de raios X com comprimento de onda 8,88 × 10^–11 m incida sobre uma amostra de carbono e os fótons desse feixe, espalhados pelos elétrons livres da amostra, sejam observados a 60º da direção de incidência. Adotando h = 6,6 × 10 ^–34 J · s para a constante de Planck, c = 3,0 × 10⁸ m/s e m = 9,1 × 10 ^–31 kg, a energia dos fótons dos raios X, após o espalhamento causado pela amostra de carbono, é

Considere uma situação em que um feixe luminoso incide sobre uma lâmina d’água transparente de tal forma que parte da luz seja refratada e parte seja refletida. Nesse caso, quando a soma do ângulo de incidência com o ângulo de refração resulta em um ângulo reto, o ângulo de incidência é denominado ângulo de Brewster (θ_B). Nessas circunstâncias, para luz incidente não polarizada, a luz refletida torna-se polarizada, o que permite uma visão mais nítida da superfície. Nas figuras, pode-se ver duas fotografias de um mesmo lago, uma feita com uma lente não polarizada e a outra, com uma lente polarizada.

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Considere que, quando um raio luminoso se propaga pelo ar e incide na superfície do lago representado na figura, o ângulo de Brewster seja θ_B = 53º. Sendo n_AR = 1 o índice de refração absoluto do ar e adotando sen53º = 0,8 e cos53º = 0,6, o índice de refração absoluto das águas desse lago é, aproximadamente,

Considere a hipótese de que vivêssemos em uma época em que pudéssemos viajar em veículos capazes de atingir velocidades grandes e não desprezíveis em relação à velocidade da luz. Um desses veículos tem as dimensões indicadas na figura e está se movendo em uma trajetória retilínea e horizontal com velocidade v = 0,8 × c, em que c é a velocidade da luz.

Devido aos efeitos relativísticos, um observador colocado fora do veículo e parado em relação à Terra observaria as dimensões A e B como A’ e B’ de tal forma que

Um objeto linear AB está inicialmente em repouso no ponto I, perpendicularmente ao eixo principal de uma lente delgada convergente L de distância focal 30 cm.

Se esse objeto se deslocar do ponto I ao ponto II em um intervalo de tempo de cinco segundos, a velocidade escalar média da imagem desse objeto, nesse mesmo intervalo de tempo, será de

Um telescópio refletor é constituído por dois espelhos esféricos, I e II. O espelho I é convexo e tem raio de curvatura medindo 60 cm. O espelho II é côncavo, tem um orifício em seu centro e raio de curvatura medindo 2 m. Esses espelhos são montados da forma ilustrada na figura, de modo que, quando o telescópio é apontado para determinada estrela, sua imagem é registrada em um sensor colocado a uma distância D do espelho II.

Considerando os dois espelhos gaussianos, a distância D é

A figura mostra dois espelhos planos, E₁ e E₂, que fazem entre si um ângulo α. Um raio de luz incide sobre E₁ e, após uma primeira reflexão, incide sobre E₂, onde sofre uma segunda reflexão. Após a segunda reflexão, esse raio cruza o raio incidente fazendo com ele um ângulo β.

O valor da relação !$ \dfrac{β}{α} !$ está corretamente indicado em:

Considere que uma furadeira elétrica apresente, com seu rotor e suas bobinas, uma resistência interna de 4 Ω e esteja sendo utilizada ligada a uma diferença de potencial de 120 V.

Sabendo que, nessa situação, a furadeira recebe uma corrente elétrica de 5 A, a potência mecânica desenvolvida por ela é de

Uma espira circular metálica está presa a um bloco feito de material isolante que comprime uma mola ideal, inicialmente impedida de se distender devido a uma trava. Quando liberada, a mola empurra o bloco, que, deslizando sobre uma superfície horizontal totalmente sem atrito, movimenta-se para a direita, fazendo com que a espira passe por dentro de uma região retangular R, onde atua o campo magnético uniforme !$ \vec{B} !$ indicado na figura.

Por essa espira circulará uma corrente elétrica induzida no sentido horário apenas enquanto a espira estiver

A figura mostra dois condutores retilíneos muito longos e perpendiculares entre si percorridos por correntes elétricas constantes I₁ e I₂, tais que I₁ > I₂, e um ponto P, pertencente ao mesmo plano que contém os condutores.

Em determinado instante, uma partícula de dimensões desprezíveis e eletrizada com uma carga elétrica positiva q passa pelo ponto P, com velocidade !$ \vec{V} !$ , na direção e no sentido indicados na figura. Desprezando o campo magnético terrestre, quando submetida aos campos magnéticos criados pelas correntes elétricas I₁ e I₂, essa partícula fica sujeita a uma força magnética resultante !$ \vec{F} !$ mais bem representada em:

A figura 1 mostra um procedimento bastante comum em que, para recarregar a bateria de um veículo, ela é ligada a outra bateria. O circuito indicado na figura 2 é semelhante ao caso real, onde R₁ = R₂ = 2 Ω representam os cabos e os conectores utilizados para fazer a ligação.

Considerando que, nesse processo, a intensidade da corrente elétrica que circula pelo circuito é de 0,8 A, a força eletromotriz (E) da bateria que está sendo recarregada é de