PF de Física 4 da UFRJ - 2018.1

Um raio de luz incide em uma lente polarizadora. Conforme a lente polarizadora é girada de um ângulo em torno do eixo do raio incidente, a intensidade transmitida varia como , com as constantes e . Uma possível explicação para esse comportamento é:

a) A luz está parcialmente polarizada linearmente e parcialmente não-polarizada.

b) A luz está completamente não polarizada.

c) A luz está completamente polarizada linearmente.

d) A luz está parcialmente polarizada circularmente e parcialmente não-polarizada.

e) A luz está completamente circularmente polarizada.

Uma onda eletromagnética coerente possui frequência , parte do ar e incide quase perpendicularmente em um filete de água, de espessura , conforme a figura. Os índices de refração dos materiais são (ar), (água), (vidro). A espessura do vidro vale e a figura está fora de escala. Determine o MENOR valor não nulo para f para que os feixes em interfiram CONSTRUTIVAMENTE.

a)

b)

c)

d)

e)

Para um dado referencial inercial, duas réguas posicionadas paralelamente ao eixo x do referencial possuem o mesmo comprimento de . A régua está parada enquanto a régua possui velocidade constante para o dado referencial inercial. Determine os comprimentos das réguas e para um outro referencial que possui velocidade constante em relação ao primeiro.

a) e .

b) e .

c) e .

d) e .

e) e .

Um feixe de luz monocromático se propaga ao longo do eixo de um referencial inercial com velocidade . Um referencial inercial se move com velocidade , em relação ao referencial . O vetor velocidade do feixe de luz para o referencial é dado por:

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

Em um espalhamento Compton por elétrons, em qual ângulo, aproximadamente, encontramos radiação eletromagnética com comprimento de onda dado que a onda incidente possui comprimento de onda ?

a)

b)

c)

d)

e)

Um próton livre possui velocidade de . Determine o comprimento de onda de De Broglie aproximado desse próton.

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

Uma partícula não relativística com energia de repouso de está confinada em uma caixa unidimensional de tamanho , ocupando o primeiro estado excitado. Determine o tamanho para que a energia cinética da partícula seja dada por .

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

Observa-se o efeito fotoelétrico quando uma superfície metálica é bombardeada por fótons de energia de . Com esses fótons, o efeito fotoelétrico cessa quando o potencial de freiamento atinge o valor de . Qual a energia cinética máxima dos fotoelétrons quando se dobra a energia dos fótons incidentes?

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

Considere as afirmações a seguir e marque a alternativa correta.

I) No efeito fotoelétrico, a luz que incide com certa energia leva à ejeção de um elétron com energia cinética igual à energia do fóton absorvido.

II) No espalhamento Compton, o fóton espalhado tem comprimento de onda maior que o do fóton incidente, pois parte da energia incidente é transferida para um elétron incialmente em repouso.

III) No modelo atômico de Bohr, a frequência da radiação emitida pelo átomo está associada a uma transição entre dois níveis e não a uma única órbita, como esperado classicamente.

a) Apenas II e III estão corretas.

b) Apenas I e II estão corretas.

c) Apenas I e III estão corretas.

d) Apenas I está correta.

e) Apenas II está correta.

f) Apenas III está correta.

g) Todas estão corretas.

h) Nenhuma está correta.

Uma partícula não relativística com energia de repouso de está confinada em uma caixa unidimensional de tamanho , ocupando o primeiro estado excitado. Determine o tamanho para que a energia cinética da partícula seja dada por .

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

A função-trabalho do ouro vale, aproximadamente, . Para se ter o efeito fotoelétrico com ouro, o comprimento de onda de uma onda eletromagnética deve ser menor que:

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

Um relógio se move com velocidade constante em relação a um referencial inercial. Após se passar 2 horas para o referencial inercial, o relógio acusa que o tempo transcorrido foi de horas. A velocidade do relógio em relação ao referencial inercial é dada por

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

Em uma perseguição intergaláctica, ladrões tentam escapar em um foguete que possui velocidade de enquanto outra nave tripulada por soldados possui velocidade . Determine a velocidade do foguete em relação à nave.

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

Um feixe de luz monocromático de comprimento de onda ilumina coerentemente um plano opaco com fendas idênticas de largura e espaçadas igualmente de . Observa-se a figura de intensidade em um anteparo distante de do plano com as fendas. Determine o que se pede.

a) As posições no ANTEPARO dos TRÊS primeiros pontos de interferência DESTRUTIVA;

b) As posições no ANTEPARO dos TRÊS primeiros pontos dos máximo principais. Desconsidere o máximo central;

c) Determine o valor da largura de cada fenda para que o mínimo da difração anule o máximo principal.