P2 de Física 4 da UFRJ - 2014.1

Um exoplaneta dista da Terra 6 anos luz. Uma nave , de massa e velocidade , parte da Terra em direção a este planeta.

Uma outra nave , de massa e velocidade , parte do planeta em direção à Terra.

Obs: unidade de tempo deve ser em anos e a unidade de energia em , e as outras unidades em ,

Para a viagem de , quem marca o tempo próprio? Justifique a sua resposta.

Quanto tempo leva esta viagem para o astronauta da ?

Qual o momento linear da nave medido pela Terra?

Qual a energia total de ?

A nave dá pane e para. A nave então se choca acoplando-se à nave , e levando-a para a Terra. Qual é a massa de repouso do sistema composto pelas duas naves?

Para um material fotoelétrico foi medido o potencial de corte em função da frequência da luz incidente e o resultado está na figura anexa.

O valor da função trabalho para este material é:

Não pode ser calculado apenas com os dados fornecidos

Nenhuma das anteriores

Seja a diferença de energia entre dois níveis de energia adjacentes e para uma partícula em uma caixa (poço infinito). A razão compara a energia de um nível com a diferença de energia entre este nível de energia e a energia de um nível adjacente.

Qual é o valor máximo de ?

Nenhuma das anteriores.

Um fóton de comprimento de onda igual a sofre um espalhamento Compton através de um ângulo de .

Sendo a massa de repouso do elétron, a quantidade de energia fornecida para o elétron é aproximadamente de:

Nenhuma energia é fornecida para o elétron para um ângulo de .

Não há dados suficientes para se resolver o problema.

Considere uma caixa quântica, também chamada de poço de potencial infinito, unidimensional, onde a função energia potencial é muito grande (infinita) nos ponto e , é nula para (região ), nula para (região ), e novamente nula para (região .

Para um objeto quântico dentro da caixa, teremos uma possível função de onda dada por (obs: e são constantes):

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Nenhuma das anteriores

Considere uma desintegração de uma partícula elementar, chamada de méson , em repouso, livre e com carga neutra, em dois fótons de acordo com .

As energias e o módulo do momento linear dos dois fótons serão iguais a (considere como dada):

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Nenhuma das anteriores

Para que um próton, um elétron, e um fóton tenham todos o mesmo comprimento de onda de de Broglie associado, eles precisam ter:

O mesmo momento angular.

O mesmo momento linear.

A mesma velocidade.

A mesma energia.

Um fóton, por ter massa de repouso nula, não pode ter o mesmo comprimento de onda de de Broglie associado que uma partícula cuja massa de repouso não seja nula.

Nenhuma das anteriores

O átomo de hélio parcialmente ionizado é obtido quando apenas um dos dois elétrons é retirado.

Obs: realize todos os cálculos, incluindo frações.

Complete o diagrama abaixo dos níveis de energia para o , até e desenhe no diagrama as setas indicando as possíveis transições, onde ocorre a emissão de fótons, entre os estados.

Calcule a energia do fóton emitido quando o elétron passa do estado de energia para o estado de energia .

Havendo uma mistura de e , é possível que o fóton do item emitido seja absorvido por algum átomo de ? Justifique a sua resposta através de cálculos.