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  • Escola de aplicação Dr. Alfredo José Balbi – colégio Unitau

    Lista de exercícios de física – professor Thomaz Barone Fenômenos ondulatórios

    1. (Ufba 2012) Os cristais semicondutores do tipo p, positivo, ou do tipo n, negativo, têm

    resistividade elétrica baixa, da ordem de 310 m.− Ω A importância dos semicondutores está na possibilidade de fazer associações ou junções do tipo p-n que dão origem aos diodos, e as junções p-n-p ou n-p-n que dão origem aos transistores largamente utilizados na ampliação de sinais. O agrupamento de múltiplas junções desses cristais dá origem aos circuitos integrados com funções específicas que permeia todos os setores da vida como, por exemplo, o telefone celular que transforma o som em ondas eletromagnéticas não ionizantes emitidas pela antena do aparelho. Quanto maior é a frequência, mais energia a onda transporta.

    (GASPAR, 2000, p. 138 e 139). Com base nas informações do texto e em conhecimentos das Ciências Naturais, é correto afirmar: 01) O cristal semicondutor que constitui o emissor de um transistor apresenta baixa

    condutividade. 02) A radiação não ionizante emitida pelos aparelhos de telefone celular, situada no espectro

    eletromagnético entre as faixas de radiação infravermelha e as de ondas de rádio, tem frequência maior do que a frequência da luz visível.

    04) A energia transportada pelas ondas de telefonia móvel é diretamente proporcional ao comprimento de onda da radiação eletromagnética não ionizante.

    08) As ondas eletromagnéticas de 0,01MHz, emitidas por um aparelho de telefone celular, oscilam dez mil vezes a cada segundo.

    16) As células fotovoltaicas de filme fino, denominadas comercialmente de CIGS, fabricadas com Cu, In, Ga e Se, contêm dois metais de um mesmo período e têm, como elemento de maior eletronegatividade, o selênio.

    32) A conversão do som em ondas eletromagnéticas envolve transformações de ondas mecânicas longitudinais em ondas transversais.

    2. (Unesp 2015) Em ambientes sem claridade, os morcegos utilizam a ecolocalização para caçar insetos ou localizar obstáculos. Eles emitem ondas de ultrassom que, ao atingirem um objeto, são refletidas de volta e permitem estimar as dimensões desse objeto e a que distância se encontra. Um morcego pode detectar corpos muito pequenos, cujo tamanho seja próximo ao do comprimento de onda do ultrassom emitido.

    Suponha que um morcego, parado na entrada de uma caverna, emita ondas de ultrassom na

    frequência de 60 kHz, que se propagam para o interior desse ambiente com velocidade de

    340 m s. Estime o comprimento, em mm, do menor inseto que esse morcego pode detectar e,

    em seguida, calcule o comprimento dessa caverna, em metros, sabendo que as ondas

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    refletidas na parede do fundo do salão da caverna são detectadas pelo morcego 0,2s depois

    de sua emissão. 3. (Ufpr 2015) Considere as seguintes afirmativas relacionadas aos fenômenos que ocorrem com um feixe luminoso ao incidir em superfícies espelhadas ou ao passar de um meio transparente para outro: I. Quando um feixe luminoso passa do ar para a água, a sua frequência é alterada. II. Um feixe luminoso pode sofrer uma reflexão interna total quando atingir um meio com índice

    de refração menor do que o índice de refração do meio em que ele está se propagando. III. O fenômeno da dispersão ocorre em razão da independência entre a velocidade da onda e

    sua frequência. IV. O princípio de Huygens permite explicar os fenômenos da reflexão e da refração das ondas

    luminosas. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa I é verdadeira. b) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. e) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. 4. (Upf 2015) Segundo os astrônomos, um eclipse solar irá ocorrer em 20 de março de 2015 e será visível, por exemplo, em alguns países da Europa. Com relação à ocorrência de eclipses, é correto afirmar que eles evidenciam o princípio da: a) reversibilidade dos raios luminosos. b) independência dos raios luminosos. c) refração da luz. d) propagação retilínea da luz. e) polarização da luz. 5. (Uerj 2015) Para localizar obstáculos totalmente submersos, determinados navios estão equipados com sonares, cujas ondas se propagam na água do mar. Ao atingirem um obstáculo, essas ondas retornam ao sonar, possibilitando assim a realização de cálculos que permitem a localização, por exemplo, de um submarino.

    Admita uma operação dessa natureza sob as seguintes condições:

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    - temperatura constante da água do mar; - velocidade da onda sonora na água igual a 1450 m/s; - distância do sonar ao obstáculo igual a 290 m. Determine o tempo, em segundos, decorrido entre o instante da emissão da onda pelo sonar e o de seu retorno após colidir com o submarino. 6. (Ufrgs 2015) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. A luz é uma onda eletromagnética formada por campos elétricos e magnéticos que variam no tempo e no espaço e que, no vácuo, são ________ entre si. Em um feixe de luz polarizada, a direção da polarização é definida como a direção ________ da onda. a) paralelos - do campo elétrico b) paralelos - do campo magnético c) perpendiculares - de propagação d) perpendiculares - do campo elétrico e) perpendiculares - do campo magnético 7. (Ufu 2015) Um feixe de elétrons incide sobre uma superfície, demarcando os lugares onde a atinge. Todavia, há um anteparo com duas aberturas entre a fonte emissora de elétrons e a superfície, conforme representa o esquema a seguir.

    Atualmente, sabe-se que a radiação tem um comportamento dual, ou seja, ora se assemelha a partículas, ora a ondas. Considerando que o diâmetro das aberturas é muito menor do que o comprimento de onda radiação incidente, que tipo de resultado será demarcado na superfície, levando em conta o comportamento ondulatório do feixe de elétrons?

    a)

    b)

    c)

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    d) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas.

    Constante dos gases: R 8J (mol K).= 

    Pressão atmosférica ao nível do mar: 0P 100 kPa.=

    Massa molecular do 2CO 44 u.=

    Calor latente do gelo: 80cal g.

    Calor específico do gelo: 0,5cal (g K).

    71cal 4 10 erg.= 

    Aceleração da gravidade: 2g 10,0m s .=

    8. (Ita 2015)

    Luz, que pode ser decomposta em componentes de comprimento de onda com 480nm e

    600nm, incide verticalmente em uma cunha de vidro com ângulo de abertura 3,00α =  e

    índice de refração de 1,50, conforme a figura, formando linhas de interferência destrutivas.

    Qual é a distância entre essas linhas? a) 11,5 mμ

    b) 12,8 mμ

    c) 16,0 mμ

    d) 22,9 mμ

    e) 32,0 mμ

    9. (Udesc 2014) Assinale a alternativa incorreta, considerando os elementos e os fenômenos ópticos. a) A luz é uma onda eletromagnética que pode sofrer o efeito de difração. b) A lupa é constituída por uma lente divergente. c) O cristalino do olho humano comporta-se como uma lente convergente. d) As ondas longitudinais não podem ser polarizadas porque oscilam na mesma direção da

    propagação. e) O espelho esférico côncavo é usado para ampliar a imagem dos objetos colocados bem

    próximos a ele. 10. (Udesc 2014) Assinale a alternativa incorreta a respeito dos fenômenos ondulatórios.

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    a) O som é uma onda mecânica longitudinal. b) Se uma das extremidades de uma corda tensionada passar a vibrar verticalmente, produzirá

    ondas transversais. c) Uma onda eletromagnética propaga-se no ar com velocidade aproximadamente igual à da

    luz no vácuo. d) O eco é um fenômeno causado pela reflexão do som em um obstáculo. e) Cada modo de oscilação de uma onda estacionária, que se forma em uma corda esticada,

    pode ser considerado uma consequência da interferência de duas ondas senoidais idênticas que se propagam no mesmo sentido.

    11. (Enem 2014) Ao sintonizarmos uma estação de rádio ou um canal de TV em um aparelho, estamos alterando algumas características elétricas de seu circuito receptor. Das inúmeras ondas eletromagnéticas que chegam simultaneamente ao receptor, somente aquelas que oscilam com determinada frequência resultarão em máxima absorção de energia. O fenômeno descrito