Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Física Disciplina: Física IV-A Data: 03/07/2019. (c) I 1 = I 2.

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1 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 = µ 0 Um feixe de luz se propaga nesse material com velocidade v = 1, m/s Determine o valor da permissividade elétrica ɛ desse material (a) 4ɛ 0 (b) 2ɛ 0 (c) ɛ 0 (d) ɛ 0 /4 (e) ɛ 0 /2 2 Em um dado ponto do espaço e um instante de tempo, o vetor campo magnético de uma onda plana, linearmente polarizada e monocromática está na direção e sentido do vetor ˆx + ŷ O vetor de Poynting, no mesmo ponto e instante de tempo, vale 1(W/m 2 )ẑ No ponto e instante considerados, determine a direção e o sentido do campo elétrico da onda (a) ˆx + ŷ (b) ˆx ŷ (c) ˆx ẑ (d) ẑ (e) ˆx + ẑ 3 Uma lâmpada de potência média P 1 gera um campo elétrico de amplitude E 1, em um dado ponto de observação A lâmpada é substituída por outra mais eficiente com potência média P 2 = 5P 1 Determine o novo valor da amplitude do campo elétrico E 2, no mesmo ponto de observação (a) E 2 = 5E 1 (b) E 2 = 5E 1 /5 (c) E 2 = 5E 1 (d) E 2 = E 1 /5 (e) E 2 = E 1 4 A face esquerda de um cubo é composta por um espelho (material condutor) e é iluminada por um feixe de luz de intensidade I 1, em uma incidência normal A face direita, paralela à anterior, é composta por um material absorvedor ideal, sendo iluminada por outro feixe de intensidade I 2, também em incidência normal Se a força média que atua no bloco é nula, pode-se afirmar que (a) I 1 = I 2 /2 (b) I 1 = 2I 2 (c) I 1 = I 2 (d) I 1 = 2I 2 (e) I 1 = 2I 2 /2 5 Sobre um raio de luz circularmente polarizado, incidindo 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 incidente (c) o feixe refletido sempre faz 90 com o feixe incidente (d) o ângulo de Brewster é definido apenas para feixes incidentes linearmente polarizados 6 Um raio de luz monocromática incide quaseperpendicularmente em um filme fino de água de espessura t, sobre um bloco de vidro de espessura d, como mostra a figura abaixo Se os índices de refração dos meios satisfazem n ar < n agua < n vidro, podese concluir que a interferência em A será CONSTRU- TIVA: Ar Agua Vidro A B (a) com 2t = mλ agua, na qual m é um número natural e λ agua, o comprimento de onda da luz na água (b) com 2t = (m + 1/2)λ agua, na qual m é um número natural e λ agua, o comprimento de onda da luz na água (c) com 2t = mλ ar, na qual m é um número natural e λ ar, o comprimento de onda da luz no ar (d) com 2t = (m + 1/2)λ ar, na qual m é um número natural e λ ar, 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, m Qual é o comprimento do máximo central (a distância entre as franjas escuras contíguas ao máximo central) num anteparo a 2, 0 m de distância (a) 6, m (b) 2, m (c) 3, m (d) 12, m (e) 1, m t d Gabarito Pág 1

2 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 valor 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 V 0 (V) Efeito Fotoeletrico Dados Experimentais Melhor ajuste Frequencia (10 14 Hz) (a) 1, 6 ev (b) 0, 16 ev (c) 0, 32 ev (d) 3, 2 ev (e) Não é possível determinar apenas com o gráfico 10 Uma partícula de massa de repouso m 0 tem um momento linear cujo módulo é m 0 c para um referencial inercial Qual é o valor da massa relativística dessa partícula para o dado referencial? (a) 2m 0 (b) 2m 0 /2 (c) m 0 (d) 2m 0 (e) m 0 /2 11 Considere a colisão de um fóton, inicialmente com comprimento de onda λ 0, e um elétron em repouso A diferença entre a energia inicial do fóton E 0 pela energia do fóton espalhado E, em função do ângulo de espalhamento θ, é dada por: (a) E 0 E = E(1 cos θ) λ c λ 0 (b) E 0 E = E(1 + cos θ) λ c λ 0 (c) E 0 E = E(1 cos θ) λ 0 λ c (d) E 0 E = E(1 + cos θ) (e) E 0 E = E(1 cos θ) 12 Um estudante de laboratório de Física Moderna realiza um experimento para estimar a constante de Planck e a função trabalho de um material, observando 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: Gabarito Pág 2

3 Gabarito dos 120 Testes Gerados Teste 001: Teste 002: Teste 003: Teste 004: Teste 005: Teste 006: Teste 007: Teste 008: Teste 009: Teste 010: Teste 011: Teste 012: Teste 013: Teste 014: Teste 015: Teste 016: Teste 017: Teste 018: Teste 019: Teste 020: Teste 021: Teste 022: Teste 023: Teste 024: Teste 025: Teste 026: Teste 027: Teste 028: Teste 029: Teste 030: Teste 031: Teste 032: Teste 033: Teste 034: Teste 035: Teste 036: Teste 037: Teste 038: Teste 039: Teste 040: Teste 041: Teste 042: Teste 043: Teste 044: Teste 045: Teste 046: Teste 047: Teste 048: Teste 049: Teste 050: Teste 051: Teste 052: Teste 053: Teste 054: Teste 055: Teste 056: 1E 2A 3E 4C 5E 6A 7D 8A 9C 10C 11B 12B 1A 2C 3E 4D 5A 6B 7C 8E 9A 10C 11D 12B 1B 2C 3A 4B 5E 6E 7D 8A 9C 10B 11C 12A 1D 2D 3C 4E 5D 6A 7C 8E 9B 10B 11B 12A 1C 2A 3D 4B 5C 6A 7A 8B 9B 10D 11D 12E 1A 2D 3B 4B 5A 6B 7C 8C 9D 10A 11C 12E 1A 2C 3A 4A 5C 6B 7C 8B 9B 10B 11E 12B 1E 2A 3A 4B 5A 6C 7E 8E 9D 10C 11B 12B 1D 2A 3C 4A 5C 6B 7B 8B 9E 10D 11E 12A 1B 2B 3B 4D 5A 6E 7D 8C 9D 10A 11A 12C 1C 2B 3D 4C 5A 6E 7B 8D 9B 10E 11C 12D 1E 2B 3B 4D 5A 6B 7A 8C 9A 10A 11E 12E 1B 2C 3C 4B 5B 6C 7A 8D 9A 10D 11A 12E 1C 2D 3B 4A 5E 6A 7E 8B 9D 10B 11E 12D 1D 2B 3C 4C 5E 6D 7D 8C 9E 10B 11A 12E 1D 2B 3D 4A 5D 6A 7C 8A 9E 10E 11E 12C 1D 2C 3D 4D 5B 6A 7C 8E 9B 10B 11C 12A 1D 2A 3A 4B 5B 6C 7D 8C 9D 10B 11A 12E 1A 2A 3E 4E 5D 6E 7A 8D 9C 10C 11C 12D 1E 2D 3C 4C 5B 6A 7A 8D 9B 10D 11C 12B 1C 2E 3B 4C 5A 6D 7A 8B 9A 10B 11D 12E 1D 2A 3B 4A 5D 6D 7A 8B 9B 10C 11E 12C 1A 2C 3A 4A 5D 6B 7D 8D 9B 10C 11B 12D 1D 2D 3D 4B 5B 6C 7B 8A 9A 10E 11E 12E 1A 2D 3C 4D 5E 6D 7C 8C 9B 10A 11A 12D 1C 2A 3A 4D 5B 6B 7D 8D 9E 10E 11E 12A 1B 2A 3D 4D 5E 6D 7A 8E 9A 10E 11B 12C 1C 2E 3B 4A 5B 6A 7B 8E 9D 10D 11A 12E 1D 2A 3E 4C 5D 6D 7B 8C 9C 10B 11A 12A 1E 2D 3B 4B 5E 6D 7B 8A 9D 10A 11A 12C 1B 2C 3B 4A 5A 6C 7E 8C 9A 10D 11E 12E 1D 2C 3E 4C 5C 6B 7E 8A 9B 10E 11A 12B 1D 2D 3D 4A 5C 6A 7C 8C 9E 10A 11B 12E 1D 2C 3D 4D 5E 6B 7B 8C 9E 10B 11B 12C 1E 2E 3A 4D 5E 6D 7B 8B 9A 10C 11B 12C 1C 2A 3D 4D 5E 6D 7A 8A 9C 10B 11B 12C 1D 2E 3B 4E 5D 6A 7C 8D 9B 10A 11B 12C 1B 2E 3C 4B 5A 6A 7E 8D 9D 10B 11D 12C 1D 2B 3A 4D 5A 6E 7A 8C 9E 10D 11E 12B 1E 2C 3A 4B 5A 6B 7B 8A 9D 10E 11D 12D 1E 2B 3D 4C 5D 6B 7B 8B 9A 10C 11E 12A 1C 2A 3C 4A 5B 6A 7D 8B 9C 10D 11B 12E 1C 2A 3B 4E 5B 6D 7C 8B 9C 10D 11D 12A 1A 2C 3D 4D 5C 6B 7D 8C 9E 10E 11A 12B 1A 2B 3E 4D 5E 6A 7C 8B 9B 10D 11E 12C 1A 2A 3D 4C 5A 6B 7E 8B 9E 10E 11D 12B 1E 2C 3B 4E 5B 6D 7D 8C 9E 10C 11A 12D 1B 2C 3A 4D 5E 6D 7B 8C 9C 10D 11B 12A 1A 2A 3E 4B 5A 6B 7B 8C 9E 10E 11C 12D 1B 2A 3B 4D 5C 6D 7D 8C 9C 10B 11A 12A 1A 2B 3A 4C 5E 6A 7B 8C 9E 10C 11D 12E 1C 2B 3B 4C 5E 6B 7A 8E 9C 10E 11C 12D 1C 2B 3B 4B 5C 6E 7C 8D 9A 10A 11E 12D 1E 2D 3D 4A 5E 6E 7C 8A 9B 10A 11B 12D 1A 2B 3E 4D 5B 6C 7B 8D 9C 10A 11D 12C 1B 2E 3A 4D 5C 6B 7D 8C 9C 10D 11E 12B Gabarito Pág 1

4 Teste 057: Teste 058: Teste 059: Teste 060: Teste 061: Teste 062: Teste 063: Teste 064: Teste 065: Teste 066: Teste 067: Teste 068: Teste 069: Teste 070: Teste 071: Teste 072: Teste 073: Teste 074: Teste 075: Teste 076: Teste 077: Teste 078: Teste 079: Teste 080: Teste 081: Teste 082: Teste 083: Teste 084: Teste 085: Teste 086: Teste 087: Teste 088: Teste 089: Teste 090: Teste 091: Teste 092: Teste 093: Teste 094: Teste 095: Teste 096: Teste 097: Teste 098: Teste 099: Teste 100: Teste 101: Teste 102: Teste 103: Teste 104: Teste 105: Teste 106: Teste 107: Teste 108: Teste 109: Teste 110: Teste 111: Teste 112: Teste 113: Teste 114: Teste 115: 1E 2D 3A 4B 5E 6A 7C 8E 9D 10C 11D 12C 1B 2D 3C 4C 5B 6E 7C 8E 9E 10D 11B 12D 1D 2D 3C 4C 5D 6A 7E 8B 9B 10C 11E 12E 1D 2C 3D 4B 5C 6A 7B 8B 9C 10E 11E 12E 1D 2A 3D 4E 5A 6D 7E 8E 9A 10B 11B 12B 1B 2B 3E 4E 5C 6C 7A 8E 9A 10A 11D 12C 1A 2A 3C 4C 5C 6A 7B 8B 9E 10B 11E 12D 1C 2A 3C 4D 5A 6D 7C 8E 9A 10D 11B 12B 1C 2C 3C 4D 5A 6B 7A 8B 9B 10A 11D 12C 1C 2C 3B 4D 5A 6C 7E 8E 9E 10B 11D 12A 1E 2E 3E 4D 5C 6D 7B 8D 9C 10B 11A 12A 1B 2B 3B 4C 5E 6D 7C 8A 9A 10D 11C 12D 1C 2E 3D 4C 5C 6A 7E 8E 9D 10D 11A 12D 1B 2E 3C 4A 5B 6E 7A 8C 9D 10A 11C 12D 1E 2D 3D 4B 5C 6D 7C 8C 9D 10A 11A 12E 1E 2A 3A 4E 5E 6C 7D 8B 9B 10D 11D 12B 1C 2B 3B 4D 5A 6D 7A 8B 9D 10A 11E 12C 1E 2B 3E 4C 5D 6E 7B 8B 9C 10A 11D 12D 1C 2D 3E 4B 5B 6E 7B 8E 9C 10A 11D 12A 1B 2B 3E 4C 5A 6B 7C 8C 9D 10A 11E 12D 1B 2A 3D 4B 5D 6C 7A 8D 9E 10B 11E 12D 1D 2C 3E 4D 5B 6B 7E 8A 9C 10A 11C 12A 1C 2E 3D 4E 5C 6E 7A 8D 9A 10C 11D 12B 1D 2E 3B 4E 5A 6C 7B 8C 9C 10A 11D 12B 1E 2E 3B 4B 5B 6A 7E 8D 9D 10C 11C 12A 1D 2D 3A 4D 5A 6C 7A 8C 9B 10E 11E 12C 1B 2B 3D 4B 5C 6A 7A 8A 9D 10D 11C 12C 1D 2C 3B 4C 5D 6B 7C 8E 9E 10D 11A 12E 1D 2A 3B 4C 5E 6D 7D 8E 9A 10A 11C 12B 1D 2C 3D 4E 5E 6E 7C 8D 9B 10D 11C 12B 1C 2E 3D 4B 5D 6A 7B 8B 9C 10A 11C 12E 1D 2B 3A 4A 5E 6A 7E 8B 9D 10B 11E 12C 1C 2D 3A 4D 5D 6E 7B 8A 9A 10C 11C 12A 1B 2A 3E 4C 5B 6E 7C 8D 9B 10A 11D 12C 1B 2E 3E 4C 5A 6B 7A 8A 9B 10E 11D 12D 1D 2B 3A 4B 5E 6C 7D 8D 9B 10A 11C 12A 1B 2B 3A 4E 5B 6C 7C 8E 9C 10A 11A 12D 1E 2E 3B 4C 5B 6E 7A 8A 9B 10C 11A 12C 1A 2A 3B 4A 5B 6D 7D 8C 9B 10C 11E 12C 1E 2C 3C 4B 5E 6E 7C 8B 9D 10A 11D 12B 1B 2C 3B 4D 5B 6A 7D 8A 9D 10E 11A 12E 1E 2A 3D 4C 5E 6B 7A 8E 9B 10D 11B 12C 1A 2C 3A 4B 5E 6D 7D 8A 9B 10C 11E 12C 1C 2A 3E 4A 5E 6A 7D 8C 9B 10D 11E 12B 1C 2E 3B 4C 5E 6C 7A 8B 9A 10D 11D 12B 1C 2A 3B 4B 5E 6B 7D 8D 9E 10A 11E 12A 1B 2C 3C 4B 5B 6E 7C 8D 9D 10E 11A 12E 1A 2D 3C 4A 5B 6A 7B 8C 9E 10D 11C 12E 1C 2B 3E 4D 5D 6D 7B 8A 9B 10A 11C 12C 1D 2B 3A 4B 5C 6B 7C 8C 9E 10A 11D 12E 1E 2B 3A 4C 5C 6A 7B 8A 9E 10C 11E 12B 1C 2C 3B 4A 5E 6D 7E 8A 9C 10E 11D 12B 1B 2D 3B 4C 5D 6B 7E 8E 9A 10D 11C 12E 1E 2E 3A 4E 5D 6B 7C 8B 9A 10C 11A 12B 1A 2D 3A 4A 5D 6B 7E 8D 9B 10C 11B 12E 1C 2C 3B 4A 5C 6A 7A 8B 9D 10E 11B 12E 1A 2B 3E 4A 5A 6D 7E 8C 9C 10D 11B 12C 1A 2A 3E 4E 5D 6D 7C 8C 9B 10D 11B 12B 1A 2B 3E 4C 5B 6B 7E 8C 9A 10E 11D 12D Gabarito Pág 2

5 Teste 116: Teste 117: Teste 118: Teste 119: Teste 120: 1D 2D 3B 4B 5A 6A 7E 8E 9D 10A 11C 12C 1D 2C 3E 4B 5A 6C 7C 8D 9B 10A 11E 12D 1D 2B 3B 4E 5C 6D 7A 8C 9A 10D 11C 12B 1E 2B 3E 4B 5A 6C 7C 8B 9A 10E 11C 12A 1D 2A 3C 4B 5B 6B 7E 8C 9C 10A 11D 12D Gabarito Pág 3