Questão 53 da UFPR 2010

Question

Entre as inovações da Física que surgiram no início do século XX, uma foi o estabelecimento da teoria _______, que procurou explicar o surpreendente resultado apresentado pela radiação e pela matéria conhecido como dualidade entre _______ e ondas. Assim, quando se faz um feixe de elétrons passar por uma fenda de largura micrométrica, o efeito observado é o comportamento _______ da matéria, e quando fazemos um feixe de luz incidir sobre uma placa metálica, o efeito observado pode ser explicado considerando a luz como um feixe de _______.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de palavras para o preenchimento das lacunas nas frases acima.

A
Relativística – partículas – ondulatório – partículas.
B
Atomística – radiação – rígido – ondas.
C
Quântica – partículas – ondulatório – partículas.
D
Relativística – radiação – caótico – ondas.
E
Quântica – partículas – ondulatório – ondas.

Answer 1

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Questão 53 da UFPR 2010

1ª fase · Física: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico

Entre as inovações da Física que surgiram no início do século XX, uma foi o estabelecimento da teoria _______, que procurou explicar o surpreendente resultado apresentado pela radiação e pela matéria conhecido como dualidade entre _______ e ondas. Assim, quando se faz um feixe de elétrons passar por uma fenda de largura micrométrica, o efeito observado é o comportamento _______ da matéria, e quando fazemos um feixe de luz incidir sobre uma placa metálica, o efeito observado pode ser explicado considerando a luz como um feixe de _______.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de palavras para o preenchimento das lacunas nas frases acima.

A
Relativística – partículas – ondulatório – partículas.
B
Atomística – radiação – rígido – ondas.
C
Quântica – partículas – ondulatório – partículas.
D
Relativística – radiação – caótico – ondas.
E
Quântica – partículas – ondulatório – ondas.

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Resolução comentada

O texto trata da dualidade onda-partícula, que é o centro da teoria quântica. Ela surgiu para explicar fenômenos que a Física clássica não dava conta. Vamos preencher cada lacuna.

Primeira lacuna: a teoria que explica a dualidade entre partículas e ondas é a quântica. A relatividade trata de espaço, tempo e velocidades próximas à da luz, e não dessa dualidade.
Segunda lacuna: a dualidade é entre partículas e ondas. A matéria costuma ser vista como partícula e a radiação como onda, mas ambas mostram os dois comportamentos.
Terceira lacuna: um feixe de elétrons passando por uma fenda de largura micrométrica sofre difração. Difração é um fenômeno de onda, então o comportamento observado é ondulatório. Isso mostra que a matéria também se comporta como onda (hipótese de de Broglie).
Quarta lacuna: a luz incidindo sobre uma placa metálica produz o efeito fotoelétrico. Einstein o explicou supondo que a luz é um feixe de partículas, os fótons, cada um com energia E = hf.

Sequência: quântica – partículas – ondulatório – partículas.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

AUsa "relativística", mas a dualidade onda-partícula pertence à teoria quântica, não à relatividade.
B"Atomística" não é a teoria da dualidade, e "rígido" não descreve o comportamento do elétron na fenda; o efeito fotoelétrico não trata a luz como ondas.
D"Relativística" e "caótico" estão incorretos; a difração mostra comportamento ondulatório, não caótico.
ETermina com "ondas", mas o efeito fotoelétrico só se explica tratando a luz como partículas (fótons).

Assunto: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico.

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Questão 53 no caderno 1ª fase da UFPR 2010

Fonte: UFPR 2010 · 1ª fase. Prova oficial ↗