Considere os gráficos abaixo da energia no espaço-k para vários materiais diferentes. Os
pontos indicados na abscissa correspondem a direções de alta simetria da primeira zona
de Brillouin para cada um desses materiais.
De acordo com a posição do nível de Fermi εF indicado, relacione cada uma das imagens
com os tipos de materiais abaixo.
( ) Metal.
( ) Semicondutor.
( ) Isolante.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
Medidas experimentais de espectros atômicos mostram que nem todas as possíveis
transições entre níveis eletrônicos acontecem. Observa-se a emissão de fótons
unicamente com frequências correspondentes a transições entre níveis de energia cujos
números quânticos satisfazem às regras de seleção, regras que são obtidas a partir do
cálculo das taxas de transição. Assim, as regras de seleção especificam quais transições
têm taxas tão pequenas que não podem ser observadas normalmente.
Considere o diagrama de níveis de energia de um elemento qualquer mostrado abaixo.
Neste diagrama, os orbitais eletrônicos estão discriminados pelo número quântico
principal n (indicado à esquerda das linhas) e pelo número quântico azimutal l. As setas
identificadas com algarismos romanos indicam transições eletrônicas entre os vários
níveis eletrônicos.
Com base na regra de seleção para o número quântico azimutal das transições
eletrônicas, assinale a alternativa que apresenta APENAS TRANSIÇÕES PERMITIDAS,
isto é, aquelas que seriam observadas normalmente em uma medida experimental do
espectro atômico desse elemento.
Em 1896 foi observado em um experimento de espectros atômicos que, quando um
átomo é submetido a um campo magnético externo e então excitado, as linhas espectrais
emitidas no processo de desexcitação se separam em várias componentes. É o chamado
efeito Zeeman.
Assinale a alternativa com os valores CORRETOS de ΔE:
As equações de Maxwell relacionam os campos elétrico e magnético de uma onda
eletromagnética e preveem que todas as suas componentes satisfazem a solução geral
da equação de ondas unidimensional. Assim, a partir dos campos elétrico e magnético de
uma onda eletromagnética, é possível descobrir algumas características dessa onda,
como sentido de propagação, velocidade de propagação e a densidade de energia que tal
onda carrega, entre outras.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
Uma escada uniforme de 5,0m de comprimento repousa contra uma parede vertical sem
atrito e sua extremidade inferior está situada a 3,0m da parede, apoiada numa superfície
na qual existe atrito. A escada pesa 160 N. O coeficiente de atrito estático entre o solo e a
base da escada é igual a 0,40. Um homem pesando 740 N sobe lentamente a escada.
Até que distância ao longo da escada ele pode subir antes que a escada comece a
escorregar?
A figura abaixo representa dois fios condutores L1 e L2, percorridos, respectivamente, por
correntes elétricas de intensidades i1 = 2,0 A e i2 = 4,0 A.
Um próton é lançado entre os condutores, com uma velocidade paralela a eles. Devido,
exclusivamente, às forças magnéticas provocadas pelos campos gerados pelas correntes,
o próton irá descrever uma trajetória
A água utilizada em uma fábrica de cerveja escoa em um tubo com uma vazão
volumétrica tal que deve encher 200 latas de 0,300 litros por minuto. Em um ponto (1) da
tubulação, a pressão manométrica é igual a 152KPa, e área da seção reta é igual a 4,00
cm2. Em outro ponto (2), situado 1,5 metros acima do ponto 1, a área da seção reta é
igual a 2,00cm2.
Qual é, aproximadamente, a pressão manométrica nesse ponto, sendo a aceleração da
gravidade g = 10 m/s2
e págua = 1000 kg/m3?
Uma arma dispara um projétil com velocidade de 200 m/s, formando um ângulo de 400
com o solo.
A massa de um pêndulo de peso P, visto na figura abaixo, acumula uma determinada
carga q. A uma distância r, ao longo da reta tracejada, é colocado um corpo carregado
eletricamente com carga de mesmo módulo da primeira, de maneira que o pêndulo fique
em equilíbrio.
Qual é o valor de r que possibilita esse equilíbrio para um ângulo θ de 450, sendo K a
constante de Coulomb?
Um campo magnético uniforme faz um ângulo de 60° com o eixo de uma bobina quadrada
de 30 voltas e lado 4 cm. O modulo do campo magnético aumenta a uma taxa de 100 T/s,
enquanto sua direção permanece fixa.
Qual é o módulo da força eletromotriz induzida nessa bobina?
Dados: sen(60°) = 0,87 cos(60°) = 0,50.
Considere dois recipientes A e B, contendo nitrogênio e oxigênio gasosos, ligados por
meio de um tubo fino e de uma válvula de volume desprezíveis, conforme indicado na
figura abaixo. O recipiente A contém nitrogênio a uma pressão de 2,00atm e a uma
temperatura de 300K. O recipiente B, de volume 5,00 vezes maior que de A, contém
oxigênio, a uma pressão de 1,00atm e a uma temperatura 400K. Ao se abrir a válvula que
conecta os recipientes, mantendo-se inalteradas as temperaturas individuais de cada
recipiente (considere que há fontes externas que garantem que as temperaturas sejam
mantidas), haverá troca de gases entre os recipientes e o sistema atingirá o equilíbrio
termodinâmico.
Qual será a pressão em atm de cada recipiente quando o sistema entrar em equilíbrio
termodinâmico? Considere a constante dos gases R=8.314 J/(Mol K).
Uma caixa isolada da vizinhança é dividida em dois compartimentos de volume Va=2,00 l
e Vb=2,00 l, como mostrado na figura abaixo.
O primeiro compartimento contém 2,00mol do gás ideal A (círculos abertos) e o segundo
3,00mol do gás ideal B (círculos cheios). Uma abertura permite a conexão entre as caixas
e os gases se misturam sem alteração de suas respectivas temperaturas. Uma
configuração possível do sistema, após a mistura dos gases, é representada na figura
abaixo.
Assinale a alternativa que apresenta o aumento da entropia total do sistema,
considerando a constante dos gases R= 8.314 J/(K.Mol)
Considere abaixo o diagrama incompleto de níveis de energia para o átomo de hidrogênio
e o espectro eletromagnético em termos da energia da radiação:
Com base nesse diagrama, podem-se encontrar as energias de todos os níveis
eletrônicos do átomo de hidrogênio a partir do número quântico orbital n e da energia do
estado fundamental. Com base nesse diagrama e no espectro eletromagnético, relacione
as transições indicadas com os tipos de radiação emitidos.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
Analise as seguintes afirmativas relacionadas com os conceitos relativos a estruturas
cristalinas e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas.
( ) Célula unitária é a menor subdivisão de uma rede cristalina, cujo conteúdo, por
simples justaposição nas três direções do espaço, permite reconstruir o sólido
cristalino completo.
( ) A rede recíproca é o arranjo de pontos no espaço dos momentos (dos vetores de
onda
) tal que cada ponto dessa rede corresponde a uma célula unitária da rede
direta.
( ) Dá-se o nome de primeira zona de Brillouin a uma única célula unitária da rede
recíproca que contém todos os valores fisicamente distinguíveis dos vetores de
onda
.
( ) Se os átomos de um determinado elemento cristalizam-se em uma rede cúbica de
face centrada, então, sua rede recíproca é um arranjo de pontos no formato de
uma rede cúbica de corpo centrado; enquanto que, para os átomos que se
cristalizam em uma rede cúbica simples, sua rede recíproca também tem o formato
de uma rede cúbica simples.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
Com relação às propriedades magnéticas dos materiais, avalie as afirmações abaixo e
assinale V para as verdadeiras e F para as falsas.
( ) Nos materiais diamagnéticos, ainda que os átomos ou moléculas não tenham
momento de dipolo magnético intrínseco, o campo magnético acopla com o spin
dos elétrons, induzindo uma magnetização nesse material.
( ) Na presença de um campo magnético B inomogêneo, o modelo clássico das
propriedades magnéticas de materiais prevê que um material diamagnético é
(fracamente) atraído pela região onde B é mais forte, enquanto um material
paramagnético é repelido por ela.
( ) Os materiais ferromagnéticos são caracterizados pela relação não linear entre a
magnetização M e o campo magnético H, como visto no ciclo de histerese.
( ) Nos materiais paramagnéticos, os átomos ou moléculas têm um momento de
dipolo magnético intrínseco.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
