Questões de Física da Centro de Seleção e de Promoção de Eventos UnB (CESPE)

A técnica laser-ultra-som figura entre as mais promissoras para rotinas de metrologia de micro e macroestruturas. Nessa técnica, um feixe laser (normalmente pulsado) incide em uma amostra sólida gerando ultra-som por meio do regime termo-elástico ou ablativo. Um outro feixe laser (normalmente contínuo), acoplado a um sistema interferométrico, é então direcionado para a superfície da amostra para detecção do ultra-som gerado. Como a geração e a detecção de ultra-som são ambas realizadas por dois feixes ópticos, a técnica é totalmente remota, podendo ser utilizada em amostras submetidas às mais extremas condições de temperatura e pressão. A focalização dos feixes ópticos com lentes adequadas possibilita, também, a aplicação da técnica em amostras com superfícies bastante irregulares e de difícil acesso. Outra grande vantagem oferecida pela técnica laser-ultra-som é a geração simultânea de diferentes tipos de ondas elásticas (ou ondas de ultra-som) em sólidos, incluindo ondas volumétricas (longitudinais e transversais), ondas de superfície (Rayleigh) e ondas guiadas (ondas de Lamb em placas, ondas de flexão em cilindros etc.). Essas características não são possíveis com técnicas convencionais de geração e detecção de ultra-som com transdutores piezoelétricos.

 Considerando essas informações, julgue os seguintes itens, referentes à técnica laser-ultra-som.

Alguns sistemas laser-ultra-som empregam interferômetro heteródino do tipo Mach-Zenhder para detecção de ondas elásticas. Nos interferômetros heteródinos, as freqüências dos dois feixes ópticos que se interferem são iguais.

• C. Certo
• E. Errado

Em várias situações de medidas ópticas, a característica ondulatória da luz se manifesta com mais evidência. Em relação a esse assunto, julgue os seguintes itens.

A figura a seguir ilustra uma distribuição de intensidade que pode ser observada em uma tela próxima a um orifício circular iluminado com uma fonte de luz monocromática. Esse tipo de difração é conhecido como difração de Fresnel.

• C. Certo
• E. Errado

As teorias do estado sólido, em geral, descrevem separadamente os elétrons de valência e os íons dos átomos que formam o sólido. Quanto à descrição dos elétrons de um sólido, julgue os itens a seguir.

O modelo de elétrons livres prevê a existência de bandas proibidas, ou seja, faixas de energia para as quais não há estados eletrônicos.

• C. Certo
• E. Errado

Atualmente, a tecnologia fornece um conforto nunca antes experimentado. Comprovam isso o telefone celular, que facilita as comunicações; o forno de microondas; o DVD; os aparelhos de RMN, que podem escanear o corpo humano sem invadi-lo; os aparelhos de MP3; as câmeras fotográficas digitais e outros mais. O conhecimento sobre geração e controle das ondas eletromagnéticas é realmente muito grande e sofisticado, fruto do aperfeiçoamento do trabalho pioneiro de James Clerk Maxwell e de Einrich Hertz no longínquo século XIX. Graças ao trabalho de muitos pesquisadores, o uso do espectro eletromagnético expandiu-se muito além das fronteiras do visível. A respeito dos conhecimentos de física relacionados a esse assunto, assinale a opção correta.

• A. A equação I = I _máx cos 2relaciona corretamente a intensidade de luz I que atravessa um filtro analisador, cujo eixo de polarização faz um ângulo com o eixo de polarização da luz incidente de intensidade I _máx .
• B. O estado de polarização da luz não é afetado no fenômeno da reflexão da luz por uma superfície.
• C. A luz solar sofre espalhamento pelas moléculas do ar, predominando o espalhamento da luz azul, mas a luz espalhada não é polarizada.
• D. Nem todos os resultados obtidos a partir da aplicação do Princípio de Huygens, que é uma construção geométrica, podem ser obtidos por meio das equações de Maxwell.

A técnica laser-ultra-som figura entre as mais promissoras para rotinas de metrologia de micro e macroestruturas. Nessa técnica, um feixe laser (normalmente pulsado) incide em uma amostra sólida gerando ultra-som por meio do regime termo-elástico ou ablativo. Um outro feixe laser (normalmente contínuo), acoplado a um sistema interferométrico, é então direcionado para a superfície da amostra para detecção do ultra-som gerado. Como a geração e a detecção de ultra-som são ambas realizadas por dois feixes ópticos, a técnica é totalmente remota, podendo ser utilizada em amostras submetidas às mais extremas condições de temperatura e pressão. A focalização dos feixes ópticos com lentes adequadas possibilita, também, a aplicação da técnica em amostras com superfícies bastante irregulares e de difícil acesso. Outra grande vantagem oferecida pela técnica laser-ultra-som é a geração simultânea de diferentes tipos de ondas elásticas (ou ondas de ultra-som) em sólidos, incluindo ondas volumétricas (longitudinais e transversais), ondas de superfície (Rayleigh) e ondas guiadas (ondas de Lamb em placas, ondas de flexão em cilindros etc.). Essas características não são possíveis com técnicas convencionais de geração e detecção de ultra-som com transdutores piezoelétricos.

 Considerando essas informações, julgue os seguintes itens, referentes à técnica laser-ultra-som.

Em um sistema laser-ultra-som que emprega interferômetro homodino para detecção de ondas elásticas, a largura-defaixa do sistema é limitada pela bandapassante do fotodetector.

• C. Certo
• E. Errado

Em várias situações de medidas ópticas, a característica ondulatória da luz se manifesta com mais evidência. Em relação a esse assunto, julgue os seguintes itens.

O fenômeno ondulatório clássico da difração pode ser entendido em termos de partículas como uma manifestação do princípio de incerteza.

• C. Certo
• E. Errado

Com relação a aquisição e processamento de sinais, julgue os itens que se seguem.

Quando há uma multiplexação dos canais de entrada de um sistema de aquisição de dados, ocorre a aquisição simultânea de todos os canais de aquisição.

• C. Certo
• E. Errado

O desenvolvimento da mecânica por Sir Isaac Newton levou a um conhecimento do funcionamento das máquinas térmicas e teve diversas conseqüências, entre elas, a Revolução Industrial, alterando profundamente as relações de trabalho entre empregados e patrões, ou seja, influenciando até o direito do trabalho. Hoje, as máquinas térmicas já estão bastante desenvolvidas e utilizam-se de outras substâncias de trabalho além do vapor d`água. Nesse processo evolutivo da técnica, a termodinâmica e a mecânica estatística foram fundamentais para o perfeito entendimento dos conhecimentos de física nele envolvida.

Com base no texto acima e acerca do processo de evolução dos conhecimentos de física implicados na termodinâmica e na mecânica estatística, assinale a opção correta.

• A.

  Na distribuição de velocidades de um gás, dada pela distribuição de Maxwell-Boltzmann mostrada na figura abaixo, a velocidade média das moléculas do gás é a velocidade na qual a curva da distribuição atinge o pico.

  

• B. A 2. a Lei da Termodinâmica está relacionada à lei da conservação da energia.
• C. Considerando a distribuição de Maxwell-Baltzmann para as velocidades de um gás, pode-se afirmar que a velocidade mais provável do gás é menor que a sua velocidade quadrática média.
• D. Um corpo a uma certa temperatura irradia continuamente mas também absorve radiação eletromagnética do meio ambiente. Se essa absorção não ocorresse, a irradiação também não ocorreria.

A técnica laser-ultra-som figura entre as mais promissoras para rotinas de metrologia de micro e macroestruturas. Nessa técnica, um feixe laser (normalmente pulsado) incide em uma amostra sólida gerando ultra-som por meio do regime termo-elástico ou ablativo. Um outro feixe laser (normalmente contínuo), acoplado a um sistema interferométrico, é então direcionado para a superfície da amostra para detecção do ultra-som gerado. Como a geração e a detecção de ultra-som são ambas realizadas por dois feixes ópticos, a técnica é totalmente remota, podendo ser utilizada em amostras submetidas às mais extremas condições de temperatura e pressão. A focalização dos feixes ópticos com lentes adequadas possibilita, também, a aplicação da técnica em amostras com superfícies bastante irregulares e de difícil acesso. Outra grande vantagem oferecida pela técnica laser-ultra-som é a geração simultânea de diferentes tipos de ondas elásticas (ou ondas de ultra-som) em sólidos, incluindo ondas volumétricas (longitudinais e transversais), ondas de superfície (Rayleigh) e ondas guiadas (ondas de Lamb em placas, ondas de flexão em cilindros etc.). Essas características não são possíveis com técnicas convencionais de geração e detecção de ultra-som com transdutores piezoelétricos.

 Considerando essas informações, julgue os seguintes itens, referentes à técnica laser-ultra-som.

A sensibilidade de um sistema laser-ultra-som está relacionada com a detecção de refletores (por exemplo, falhas internas em amostras) a uma dada distância. Assim, quanto maior for a amplitude do sinal proveniente do refletor, menor será a sensibilidade do sistema laser-ultra-som.

• C. Certo
• E. Errado

Em várias situações de medidas ópticas, a característica ondulatória da luz se manifesta com mais evidência. Em relação a esse assunto, julgue os seguintes itens.

O princípio de incerteza se manifesta em pulsos de luz, como os produzidos por lasers pulsados. Nesses casos, quanto menor for a duração de um pulso, maior a incerteza na sua posição.

• C. Certo
• E. Errado