Os níveis de energia do átomo de hidrogênio no modelo de Bohr estão representados nessa figura, obtidos para cada nível !$ n !$ (dito estado quântico) a partir da expressão: !$ E !$!$ n !$ = −!$ Z !$² !$ \dfrac{E_0}{n^2} !$ , onde: !$ E !$₀ = 13,6 !$ e !$!$ V !$ e !$ n !$ = 1, 2, 3, …

Toda vez que o elétron muda de um nível para outro, o estado quântico altera, e são emitidos ou absorvidos fótons, cujo comprimento de onda é expresso por: !$ \lambda !$ = !$ \dfrac{c}{f} !$ = !$ \dfrac{h.c}{E_i-E_f} !$ = !$ \dfrac{1240\ eV\ .nm}{E_i-Ef} !$ , sendo que i e f representam os valores de n = 1, 2, 3, 4 ...

Considere que, inicialmente, o átomo se encontra no terceiro estado excitado, !$ n !$ = 4, e que possa passar para qualquer um dos demais estados, até ficar no estado livre, !$ n !$ = ∞.

Com base nessas considerações e na teoria quântica, assinale a alternativa correta.

A natureza quântica da radiação eletromagnética observada na radiação de corpo negro (teoria de Planck – 1900), no efeito fotoelétrico (teoria de Einstein – 1905) e no espalhamento Compton (teoria de Compton – 1923), entre outros, influenciou o estudo dos primeiros modelos quânticos dos átomos (teorias de Rutherford – 1911 e Bohr – 1913) e foi o início para o avanço da física quântica. Em relação aos conceitos da física quântica, assinale a alternativa correta.

Os núcleos instáveis são radioativos e decaem emitindo partículas α (núcleos de ⁴He), partículas β (elétrons ou pósitrons) e raios γ (fótons). Todos os fenômenos associados à radioatividade são de natureza estatística e seguem uma lei de decaimento exponencial:

N = N₀ e^−λt ou R = λ N = R₀ e^−λt

em que a vida média é τ = !$ \dfrac{1}{λ} !$ ; e a meia-vida é !$ t_{1⁄2} !$ = 0,693 τ.

Considere um pedaço de folha de prata radioativa, que segue a lei de decaimento exponencial, cuja meia-vida é !$ t_{1⁄2} !$ = 2,5 minutos, e que, ao ser colocado próximo de um contador Geiger, observou-se, no tempo zero, 12.000 contagens/s. Tendo em vista essas informações, qual é a taxa de contagem no instante !$ t !$ = 7,5 minutos?

Polarizadores, como polaroide de óculos de sol ou de lentes fotográficas, são dispositivos que selecionam uma das direções de vibração de uma onda transversal, vibrando em várias direções, enquanto as vibrações nas demais direções são impedidas de passar por esse dispositivo, originando, a partir dele, uma onda polarizada. Acerca da polarização, assinale a alternativa correta.

Conforme demonstrado na figura, o laser propaga-se horizontalmente sobre um espelho plano posicionado verticalmente. Se o espelho girar em 30º sobre um eixo vertical, de quanto será o ângulo de desvio do laser em relação ao espelho?

Na natureza, encontram-se exemplos de sistemas físicos oscilantes que podem ser aproximados pela equação de um movimento harmônico simples, como a oscilação de um pêndulo em pequenos ângulos, a oscilação de um elétron em torno do núcleo e o deslocamento da corda de instrumentos musicais. Suponha que o deslocamento transversal de um ponto em uma corda seja descrito pela equação !$ y !$ = (2 !$ c !$!$ m !$) . !$ s !$!$ e !$!$ n !$[1,5 . !$ \pi !$ − 8. !$ \pi !$.!$ t !$]. Qual é o valor da frequência de oscilação dada em Hertz (Hz)?

O nível sonoro (!$ \beta !$), medido em decibéis, é uma forma de mensurar como o som influencia o ouvido humano e está diretamente relacionado à taxa média por unidade de área com a qual a energia contida na onda sonora pode atravessar ou ser absorvida por meios físicos, como o ar ou as superfícies sólidas, conhecido por intensidade sonora (!$ I !$). O nível sonoro e a intensidade sonora estão relacionados pela expressão !$ \beta !$ = (10 dB). log !$ \left(\dfrac{I}{I_0}\right) !$, em que !$ I !$₀ é um valor de referência. Considere a situação em que o nível sonoro de uma fonte é aumentado em 20,0 dB. Com base nessas informações, assinale a alternativa que corresponde ao fator de ampliação da intensidade sonora.

As quatro equações de Maxwell resumem as bases para a teoria clássica do eletromagnetismo. Essas equações são estruturadas por quatro leis: lei de Gauss para a eletricidade (que inclui a lei de Coulomb); lei de Gauss para o magnetismo; lei de Ampère-Maxwell; e lei de Faraday-Lenz, que ainda são complementadas pela lei de força de Lorentz.

Disponível em: <https://www.ufsm.br/cursos/graduacao/santa-maria/fisica/2020/02/21/leis-do-eletromagnetismo/>. Acesso em: 17 ago. 2022, com adaptações.

Em relação aos fundamentos da teoria clássica do eletromagnetismo, assinale a alternativa correta.

O calor de fusão de um sólido, C_sólido, é a energia por unidade de massa necessária para fusão. Os materiais A, B e C são sólidos que estão em seus pontos de fusão. São necessários 300 J para fundir 4 kg do material A, 200 J para fundir 5 kg do material B e 240 J para fundir 6 kg do material C. Assinale a alternativa em que o calor de fusão dos três sólidos se encontra em ordem decrescente.

A função de distribuição de magnitude de velocidades possíveis de um gás hipotético é expresso por !$ F !$(!$ v !$) = !$ \dfrac{\left(v^2-v.v_0\right)}{6.v_0^3} !$ . Tendo em vista que esse gás obedece à relação de Boltzmann, !$ S !$ = !$ k !$_{!$ B !$} !$ l !$!$ n !$(!$ F !$(!$ v !$)), qual expressão representa a variação de entropia que o sistema sofre ao passar do estado de equilíbrio 3. !$ v !$₀ para o estado, também de equilíbrio, 2. !$ v !$₀?