Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Física
Disciplina: Física IV-A Data: 03/07/2019
Prova Final
1. Um material não magnético possui a permeabilidade magnética igual à do vácuo µ = µ0. Um feixe de
luz se propaga nesse material com velocidade v = 1, 5 × 108m/s. Determine o valor da permissividade
elétrica desse material. (a) 40.
(b) 20.
(c) 0.
(d) 0/4.
(e) 0/2.
2. Em um dado ponto do espaço e um instante de tempo, o vetor campo magnético de uma onda plana, linear-mente polarizada e monocromática está na direção e sentido do vetor ˆx + ˆy. O vetor de Poynting, no mesmo ponto e instante de tempo, vale −1(W/m2)ˆz.
No ponto e instante considerados, determine a direção e o sentido do campo elétrico da onda.
(a) −ˆx + ˆy. (b) ˆx − ˆy.
(c) ˆx − ˆz. (d) −ˆz.
(e) −ˆx + ˆz.
3. Uma lâmpada de potência média P1 gera um campo
elétrico de amplitude E1, em um dado ponto de
ob-servação. A lâmpada é substituída por outra mais eficiente com potência média P2 = 5P1. Determine
o novo valor da amplitude do campo elétrico E2, no
mesmo ponto de observação. (a) E2= √ 5E1. (b) E2= √ 5E1/5. (c) E2= 5E1. (d) E2= E1/5. (e) E2= E1.
4. A face esquerda de um cubo é composta por um es-pelho (material condutor) e é iluminada por um feixe de luz de intensidade I1, em uma incidência normal.
A face direita, paralela à anterior, é composta por um material absorvedor ideal, sendo iluminada por outro feixe de intensidade I2, também em incidência
normal. Se a força média que atua no bloco é nula, pode-se afirmar que
(a) I1= I2/2. (b) I1= 2I2. (c) I1= I2. (d) I1= √ 2I2. (e) I1= √ 2I2/2.
5. Sobre um raio de luz circularmente polarizado, inci-dindo na interface entre dois materiais no ângulo de Brewster, pode-se dizer que:
(a) o feixe refletido é linearmente polarizado. (b) o feixe refratado sempre faz 90◦ com o feixe
in-cidente.
(c) o feixe refletido sempre faz 90◦ com o feixe inci-dente.
(d) o ângulo de Brewster é definido apenas para fei-xes incidentes linearmente polarizados.
6. Um raio de luz monocromática incide quase-perpendicularmente em um filme fino de água de es-pessura t, sobre um bloco de vidro de eses-pessura d, como mostra a figura abaixo. Se os índices de refra-ção dos meios satisfazem nar< nagua< nvidro,
pode-se concluir que a interferência em A pode-será CONSTRU-TIVA: Agua Vidro Ar A B t d
(a) com 2t = mλagua, na qual m é um número
na-tural e λagua, o comprimento de onda da luz na
água.
(b) com 2t = (m + 1/2)λagua, na qual m é um
nú-mero natural e λagua, o comprimento de onda da
luz na água.
(c) com 2t = mλar, na qual m é um número natural
e λar, o comprimento de onda da luz no ar.
(d) com 2t = (m + 1/2)λar, na qual m é um número
natural e λar, o comprimento de onda da luz no
ar.
7. A luz de um laser He-Ne de comprimento de onda de 630 nm incide numa fenda simples com largura de 2, 0 × 10−4 m. Qual é o comprimento do máximo cen-tral (a distância entre as franjas escuras contíguas ao máximo central) num anteparo a 2, 0 m de distância.
(a) 6, 3 × 10−3 m. (b) 2, 0 × 10−3 m. (c) 3, 2 × 10−3 m. (d) 12, 3 × 10−3 m.
8. Se um próton, um elétron e um fóton livres possuem o mesmo valor para o módulo do momento linear, qual dos três possuem o maior comprimento de onde de De Broglie?
(a) Todos possuem o mesmo comprimento de onda. (b) O próton.
(c) O elétron. (d) O fóton.
(e) Depende da energia total relativística de cada partícula.
9. Um observador parado na Terra mede o comprimento de uma nave espacial em movimento e encontra o va-lor de 80 m. Sabendo que a velocidade da nave em relação à Terra é de 3c/5, o comprimento da nave, para um observador dentro da nave, será?
(a) 100 m. (b) 48 m.
(c) 80 m. (d) 133 m.
(e) 64 m.
10. Uma partícula de massa de repouso m0 tem um
mo-mento linear cujo módulo é m0c para um referencial
inercial. Qual é o valor da massa relativística dessa partícula para o dado referencial?
(a) √2m0.
(b) √2m0/2.
(c) m0.
(d) 2m0.
(e) m0/2.
11. Considere a colisão de um fóton, inicialmente com comprimento de onda λ0, e um elétron em repouso.
A diferença entre a energia inicial do fóton E0 pela
energia do fóton espalhado E, em função do ângulo de espalhamento θ, é dada por:
(a) E0− E = E(1 − cos θ)
λc λ0 . (b) E0− E = E(1 + cos θ) λc λ0 . (c) E0− E = E(1 − cos θ) λ0 λc . (d) E0− E = E(1 + cos θ).
(e) E0− E = E(1 − cos θ).
12. Um estudante de laboratório de Física Moderna re-aliza um experimento para estimar a constante de Planck e a função trabalho de um material, obser-vando o efeito fotoelétrico. Os pontos experimentais obtidos do potencial de corte versus a frequência da luz incidente para um mesmo material estão no gráfico a seguir. A curva contínua representa uma porção da reta que melhor se ajusta aos dados experimentais. Através do gráfico, determine a função trabalho do material: 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 4.7 5.2 5.7 6.2 6.7 7.2 7.7 8.2 8.7 9.2 9.7 V0 (V ) Frequencia (1014 Hz) Efeito Fotoeletrico Dados Experimentais Melhor ajuste (a) 1, 6 eV. (b) 0, 16 eV. (c) 0, 32 eV. (d) 3, 2 eV.
Gabarito dos 120 Testes Gerados
Teste 001: 1E 2A 3E 4C 5E 6A 7D 8A 9C 10C 11B 12B Teste 002: 1A 2C 3E 4D 5A 6B 7C 8E 9A 10C 11D 12B Teste 003: 1B 2C 3A 4B 5E 6E 7D 8A 9C 10B 11C 12A Teste 004: 1D 2D 3C 4E 5D 6A 7C 8E 9B 10B 11B 12A Teste 005: 1C 2A 3D 4B 5C 6A 7A 8B 9B 10D 11D 12E Teste 006: 1A 2D 3B 4B 5A 6B 7C 8C 9D 10A 11C 12E Teste 007: 1A 2C 3A 4A 5C 6B 7C 8B 9B 10B 11E 12B Teste 008: 1E 2A 3A 4B 5A 6C 7E 8E 9D 10C 11B 12B Teste 009: 1D 2A 3C 4A 5C 6B 7B 8B 9E 10D 11E 12A Teste 010: 1B 2B 3B 4D 5A 6E 7D 8C 9D 10A 11A 12C Teste 011: 1C 2B 3D 4C 5A 6E 7B 8D 9B 10E 11C 12D Teste 012: 1E 2B 3B 4D 5A 6B 7A 8C 9A 10A 11E 12E Teste 013: 1B 2C 3C 4B 5B 6C 7A 8D 9A 10D 11A 12E Teste 014: 1C 2D 3B 4A 5E 6A 7E 8B 9D 10B 11E 12D Teste 015: 1D 2B 3C 4C 5E 6D 7D 8C 9E 10B 11A 12E Teste 016: 1D 2B 3D 4A 5D 6A 7C 8A 9E 10E 11E 12C Teste 017: 1D 2C 3D 4D 5B 6A 7C 8E 9B 10B 11C 12A Teste 018: 1D 2A 3A 4B 5B 6C 7D 8C 9D 10B 11A 12E Teste 019: 1A 2A 3E 4E 5D 6E 7A 8D 9C 10C 11C 12D Teste 020: 1E 2D 3C 4C 5B 6A 7A 8D 9B 10D 11C 12B 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Teste 041: 1E 2B 3D 4C 5D 6B 7B 8B 9A 10C 11E 12A Teste 042: 1C 2A 3C 4A 5B 6A 7D 8B 9C 10D 11B 12E Teste 043: 1C 2A 3B 4E 5B 6D 7C 8B 9C 10D 11D 12A Teste 044: 1A 2C 3D 4D 5C 6B 7D 8C 9E 10E 11A 12B Teste 045: 1A 2B 3E 4D 5E 6A 7C 8B 9B 10D 11E 12C Teste 046: 1A 2A 3D 4C 5A 6B 7E 8B 9E 10E 11D 12B Teste 047: 1E 2C 3B 4E 5B 6D 7D 8C 9E 10C 11A 12D Teste 048: 1B 2C 3A 4D 5E 6D 7B 8C 9C 10D 11B 12A Teste 049: 1A 2A 3E 4B 5A 6B 7B 8C 9E 10E 11C 12D Teste 050: 1B 2A 3B 4D 5C 6D 7D 8C 9C 10B 11A 12A Teste 051: 1A 2B 3A 4C 5E 6A 7B 8C 9E 10C 11D 12E Teste 052: 1C 2B 3B 4C 5E 6B 7A 8E 9C 10E 11C 12D Teste 053: 1C 2B 3B 4B 5C 6E 7C 8D 9A 10A 11E 12D Teste 054: 1E 2D 3D 4A 5E 6E 7C 8A 9B 10A 11B 12D Teste 055: 1A 2B 3E 4D 5B 6C 7B 8D 9C 10A 11D 12C Teste 056: 1B 2E 3A 4D 5C 6B 7D 8C 9C 10D 11E 12BTeste 057: 1E 2D 3A 4B 5E 6A 7C 8E 9D 10C 11D 12C Teste 058: 1B 2D 3C 4C 5B 6E 7C 8E 9E 10D 11B 12D Teste 059: 1D 2D 3C 4C 5D 6A 7E 8B 9B 10C 11E 12E Teste 060: 1D 2C 3D 4B 5C 6A 7B 8B 9C 10E 11E 12E 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Teste 116: 1D 2D 3B 4B 5A 6A 7E 8E 9D 10A 11C 12C Teste 117: 1D 2C 3E 4B 5A 6C 7C 8D 9B 10A 11E 12D Teste 118: 1D 2B 3B 4E 5C 6D 7A 8C 9A 10D 11C 12B Teste 119: 1E 2B 3E 4B 5A 6C 7C 8B 9A 10E 11C 12A Teste 120: 1D 2A 3C 4B 5B 6B 7E 8C 9C 10A 11D 12D
