Constituição elementar da matéria e da radiação

Question 1

As partículas elementares dividem-se em duas categorias. Identifique-as e caraterize-as.

Answer 1

-Fermiões: têm um spin semi-inteiro
-Bosões: têm um spin inteiro

Question 2

Quais são as 2 categorias de fermiões?

Answer 2

-Quarks (spin=1/2): participam em todas as 4 forças da natureza.

-Leptões (spin=1/2): não participam apenas na força forte.

Question 3

Quais são as 2 categorias de bosões?

Answer 3

-Bosões de Gauge (spin=1, 2): mediadores de forças
-Bosões escalares (spin=0)

Question 4

Quantas gerações de antimatéria existem?

Answer 4

3

Question 5

Qual é a partícula mediadora da força gravitacional?

Answer 5

Apesar de ainda não ter sido observado, assume-se que é o gravitrão.

Question 6

Em que propriedade é que a força fraca atua? Que partículas sofrem a força?

Answer 6

No sabor (que é a propriedade que distingue os quarks). Os quarks e os leptões.

Question 7

Qual é a partícula mediadora da força fraca?

Answer 7

São os bosões.

Question 8

Todas partículas sofrem ação da força eletromagnética. Verdadeiro ou Falso?

Answer 8

Falso. Apenas as partículas carregadas sofrem ação deste tipo de força.

Question 9

Em que propriedade da matéria é que a força forte atua? E quais são as partículas mediadoras desta força?

Answer 9

Atua sobre a carga de cor. Gluões.

Question 10

Que partículas sofrem a ação da força forte?

Answer 10

Os quarks e os gluões.

Question 11

A força fraca mantém o núcleo coeso. Verdadeiro ou Falso?

Answer 11

Falso. É a forte que o mantém coeso.

Question 12

Os hadrões são um tipo de partículas elementares. Verdadeiro ou Falso?

Answer 12

Falso. São partículas compostas ligadas por força forte e constituídas por quarks.

Question 13

Em que categorias se dividem os hadrões?

Answer 13

-Mesões: 1 quark e 1 antiquark
-Bariões: 3 quarks ou 3 antiquarks

Question 14

O __________ é o único barião estável de forma isolada.

Answer 14

protão

Question 15

Para uma frequência fixa da luz incidente no metal, a energia cinética de cada eletrão emitido (fotoeletrões) é ________________ da intensidade da fonte de luz. O _______________ de fotoeletrões é que depende da intensidade.

Answer 15

independente; número

Question 16

O efeito fotoelétrico não ocorre abaixo da frequência de ____________.

Answer 16

corte

Question 17

Defina função trabalho.

Answer 17

A função trabalho é a energia de ligação de um eletrão ao metal.

Question 18

A dispersão de Compton dá-se quando um eletrão incide num outro eletrão interior do átomo. Verdadeiro ou Falso?

Answer 18

Falso

Question 19

Tomam-se por princípios básicos da dispersão de Compton a conservação do momento __________ e da energia ___________.

Answer 19

linear; cinética

Question 20

Na dispersão de Compton, se a energia do fotão incidente for muito superior à energia de repouso do eletrão, diz-se que a colisão é _______________ e o princípio da conservação da energia cinética deixa de ser cumprido.

Answer 20

inelástico

Question 21

Faça as correspondências corretas.

1. Modelo do pudim de passas: massa positiva com partículas carregadas negativamente no seu seio.
2. Modelo solar: os eletrões orbitam um núcleo central com carga elevada e positiva.
3. Modelo Atómico: órbitas circulares; estados estacionários com E bem definidas.

A. Rutherford
B. Thomson
C. Bohr

Answer 21

1.B
2.A
3.C

Question 22

O que é que levou ao fracasso do Modelo solar de Rutherford?

Answer 22

Uma partícula em movimento circular acelerado emite, continuamente, radiação (fórmula de Larmor). Ora isto não se observa nos átomos, porque esta perda de energia faria com que os eletrões caíssem no núcleo. Os átomos seriam, então, partículas instáveis e não o são.

Question 23

No Modelo Atómico de Bohr, o momento ___________ ______________ do eletrão está quantificado, isto é, só são permitidas certas orbitais.

Answer 23

angular orbital

Question 24

Considerando um átomo de hidrogénio, transições para:

-n=1: série de ___________
-n=2: “ “ ___________
-n=3: “ “ ___________
-n=4: “ “ ___________
-n=5: “ “ ___________

Answer 24

Lyman; Balmer; Paschen; Brackett; Pfund

Question 25

Se o spin de um hadrão for semi-inteiro, então é um ____________.

Answer 25

Barião

Question 26

Se o spin de um hadrião for inteiro, então é um ____________.

Answer 26

Mesão

Question 27

Na produção de raios-X caraterísticos, a partícula incidente no átomo pode ser um __________ ou um ___________. Além disso, a libertação de energia dá-se através da emissão de ____________ e de eletrões de ___________.

Answer 27

eletrão; fotão; fotões; Auger

Question 28

Como são produzidos os raios-X de Bremsstrahlung?

Answer 28

Quando um eletrão penetra num átomo, pode ser desviado pela atração de Coulomb do núcleo atómico. Esse desvio é tanto maior quanto maior for a carga do núcleo e corresponde a uma perda de energia cinética do eletão incidente, o que leva, assim, à produção de radiação por bremsstrahlung (radiação de travagem).

Question 29

A criação de pares eletrão-positrão resulta da interação de fotões de ___________ energia com o campo ______________________ formado pelo núcleo.

Answer 29

elevada; eletromagnético

Question 30

Há, na verdade, 2 fotões envolvidos no processo de criação de pares. Um é o incidente e o qual é o segundo?

Answer 30

O segundo é um fotão virtual que resulta das trocas entre protões e eletrões perto do núcleo.

Question 31

Para que a criação de pares ocorra, a energia do fotão incidente tem de ser _____________ à energia de _____________ do eletrão+positrão. Para energias superiores, o positrão e eletrão adquirem energia cinética. O positrão viaja alguma distância até se _____________ com outro eletrão do meio, processo no qual são produzidos ____ ____________ que são libertados em direções ______________.

Answer 31

superior; repouso; aniquilar; 2 fotões; opostas

Question 32

Na PET, é usado um radiofármaco que contém um isótopo ____________ emissor de _______________ e com afinidade para células _____________. Estes _____________ aniquilam-se com os eletrões dos tecidos, produzindo, em cada vez, 2 ___________ que são disparados em direções opostas e detetados por _______________.

Answer 32

radioativo; positrões; tumorais; positrões; fotões; cintiladores

Question 33

Na PET, os fotões produzidos podem sofrer _______________ e ____________ ____ ___________.

Answer 33

absorção; dispersão de Compton

Question 34

Por que razão, segundo Broglie, as propriedades ondulatórias da matéria são apenas observáveis às escalas atómica e subatómica?

Answer 34

Porque, sendo cdo=(h/p), e o valor da constante de Planck muito pequeno, estas propriedades não são facilmente observáveis.

Question 35

A interferência das ondas dispersas pelos átomos do cristal é construtiva quando se verifica a condição de ___________.

Answer 35

Bragg

Question 36

Qual é o significado físico da velocidade de grupo?

Answer 36

A velocidade de grupo é igual à primeira derivada da energia cinética em função do momento linear.

Question 37

A velocidade de uma partícula é igual à velocidade de grupo do trem de ondas que a descreve. Verdadeiro ou Falso?

Answer 37

Verdadeiro

Question 38

Quanto __________ conhecemos a posição da onda, MAIOR é a incerteza no __________ ___ ___________ (e vice-versa).

Answer 38

melhor; número de onda

Question 39

Quanto __________ conhecemos a frequência angular da onda, MAIOR é a incerteza no __________ ___ _________ ____ _________.

Answer 39

melhor; período do grupo de ondas

Question 40

O quadrado da função de onda representa o quê?

Answer 40

Representa a probabilidade de encontrar a partícula na posição x e instante t.

Question 41

Os processos físicos à escala subatómica têm de ser descritos _________________, isto é, a cada quantidade física temos de associar uma __________________.

Answer 41

estatisticamente; probabilidade

Question 42

A energia total do sistema eletrão-núcleo é negativa, o que significa que o eletrão e o núcleo formam um sistema não ligado. Verdadeiro ou Falso?

Answer 42

Falso. Formam um sistema ligado.