01
O múon tem sua vida média de no repouso. Quando em movimento e com um observador terrestre num ponto fixo, percebe-se que o tempo de vida do múon é alterado (utilizando a fórmula acima).
O que ocorre na verdade é a dilatação temporal, cujos estudos foram embasados em experimentos com os múons. O múon é gerado muitas vezes em altitudes elevadas e com velocidade próxima à da luz. Fazendo cálculos, percebemos que ele deveria se desintegrar aos 650 m aproximadamente. (sendo d a distância, v a velocidade do múon e t o tempo de vida). Mas ele é encontrado no mar, a uma distância muito maior do que a calculada acima. Foi basicamente através desse estudo que se tirou a ideia da dilatação temporal.
02
Na questão, a mola é deformada em 0.06 m, de forma que a variação no comprimento da mola gera uma energia potencial elástica, a qual transforma-se em massa, deixando o sistema mais denso. “Na natureza, nada se cria, nada se perde, tudo se transforma.”
03
Fusão nuclear é a união dos prótons e nêutrons de dois átomos para formar um único núcleo atômico, de peso superior àqueles que lhe deram origem. Nesse processo, é liberada uma quantidade de energia equivalente à diferença entre a energia de ligação.
A fusão é uma alternativa mais ecológica do que outras formas de produção de energia, que emitem gases nocivos à atmosfera, incluindo a própria fissão nuclear, conhecida por emitir grande quantidade de radiação. Atualmente, seu uso mais notável é na produção de bombas de hidrogênio, um tipo de bomba nuclear. No futuro, servirá, principalmente, para produzir energia de forma mais eficiente e limpa que a fissão.
04
Fissão nuclear é o processo em que se “bombardeia” o núcleo de um elemento radioativo, com um nêutron. Essa colisão resulta na criação de um isótopo do átomo, totalmente instável, que se quebra formando dois novos elementos e liberando grandes quantidades de energia.
Este processo é utilizado de forma positiva em usinas nucleares para a obtenção de eletricidade e de forma negativa em bombas atômicas como as utilizadas em Hiroshima e Nagasaki. A polêmica que rodeia a utilização de usinas nucleares e a construção de bombas atômicas são os fatores de risco à vida. Apesar de extremamente seguras, as usinas nucleares podem apresentar falhas de origem humana, problemas técnicos e ainda sabotagens que além de problemas de saúde geram contaminação na biosfera. No caso da construção das bombas atômicas, além de ser uma construção humana contra a própria vida pode também, em sua construção, haver erros que prejudiquem o meio ambiente.
05
A fusão nuclear produz uma quantidade absurda de energia, muito maior que a quantidade gerada na fissão.
Reatores de fusão são muito mais seguros que os de fissão, por usar menos combustível.
Esses reatores não trabalham com combustão, ou seja, não há poluição do ar, sendo assim, é uma forma de energia “limpa”.
Reatores de fusão produzem uma quantidade mínima de lixo nuclear, que diferentemente dos reatores de fissão atuais, seria facilmente descartados.
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O efeito fotoelétrico pode ser observado usando o dispositivo chamado de fotocélula. Duas placas metálicas x e y são colocadas no interior de uma ampola de vidro, no interior da qual foi feito o vácuo. A radiação incide na placa y se houver emissão de elétrons, estes serão atraídos pela placa positiva (x), estabelecendo-se uma corrente elétrica no circuito, que poderá ser detectado por um amperímetro sensível. É desse modo que funciona o acendimento “automático” dos postes de iluminação pública. Quando se interrompe o fluxo de radiação solar no amperímetro e a corrente se anula, é acionado o mecanismo que faz as luzes se acenderem.
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O experimento de Franck-Hertz foi um experimento de física que forneceu evidências para o modelo atômico de Bohr, precursor da mecânica quântica. Em 1914, os físicos alemães James Franck e Gustav Ludwig Hertz procuraram experimentalmente demonstrar a existência dos níveis de energia do átomo. O agora famoso experimento de Franck-Hertz elegantemente favoreceu o modelo atômico de Niels Bohr, com elétrons orbitando no núcleo com energias específicas e discretas. O experimento de Franck-Hertz confirmou o modelo quantizado de Bohr do átomo, demonstrando que os átomos poderiam de fato apenas absorver (e serem excitados por) quantidades específicas de energia (quantum).
Com o desenvolvimento da física quântica, descobriu-se que a emissão de luz ocorre devido a fenômenos associados ao átomo. Os progressos significativos nessa área começaram a ser feitos quando o físico Heinrich Hertz descobriu o chamado efeito Hertz, também conhecido como efeito fotoelétrico. A emissão de luz (fótons) ocorre quando os átomos estão em um estado chamado excitado. Os átomos, como sabemos, possuem elétrons orbitando um núcleo central formado de prótons e nêutrons. Esses elétrons possuem energia, quanto mais afastados estão do núcleo, mais energia têm. O contrário também é verdade, ou seja, quanto mais próximos do núcleo menos energia possuem. Quando não há nenhum tipo de interferência, os elétrons mantêm órbitas precisas que não são alteradas. Todavia, quando os átomos recebem energia, os elétrons das órbitas inferiores (mais próximas do núcleo, portanto com menos energia) dão um “pulo”, indo para uma órbita com mais energia (mais longe do núcleo), realizando, então, o chamado salto quântico.
Quando o elétron realiza o salto quântico ele só permanece em outra órbita por poucos milésimos de segundo e, assim, retorna para a órbita inferior, ou seja, sua órbita original. Porém, o elétron para retornar à sua órbita antiga, precisa “gastar” a energia que recebeu. Então, o elétron “gasta” essa energia liberando um fóton, também conhecido como a partícula da luz. De forma resumida, podemos dizer que: o átomo recebe energia, o elétron é obrigado a mudar sua órbita e ao retornar para a órbita anterior ele libera um fóton, ou seja, luz.
O processo de emissão de luz de uma lâmpada fluorescente:
Um eletrodo é coloca dentro de um tubo de vidro selado que contém uma certa quantidade de mercúrio e um gás inerte (normalmente argônio). O tubo também é revestido com pó de fósforo. Quando uma corrente elétrica alimentada por uma corrente alternada (CA) passa pelo tudo, ela excita os elétrons do mercúrio.
O fósforo é uma substância que ao ser atingida por luz (fótons) emite outros fótons. Os elétrons dos átomos de fósforo ao serem atingidos por um fóton realizam o salto quântico, pois absorvem a luz desse fóton. Como vimos, o resultado do salto quântico a é emissão de um fóton. A forte luz branca associada às lâmpadas fluorescentes é resultado da emissão de luz pelos átomos de fósforo.
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Os raios X são emissões eletromagnéticas de natureza semelhante à luz visível. Seu comprimento de onda vai de 0,05 ângström (5 pm) até centenas de angströns (1 nm).
A detecção dos raios X pode ser feita de diversas maneiras, a principal é a impressão de chapas fotográficas que permite o uso medicinal e industrial através das radiografias. Na medicina os raios X são utilizados nas análises das condições dos órgãos internos, pesquisas de fraturas, tratamento de tumores,câncer (ou cancro), doenças ósseas, etc. Com finalidades terapêuticas os raios X são utilizados com uma irradiação aproximada de cinco mil a sete mil Rads, sobre pequenas áreas do corpo, por pequeno período de tempo.
Outra aplicação dos raios X é a radiolocalização - muito utilizado em indústrias- um método de detectar falhas em peças fundidas, fendas nos carris, verificação da qualidade das costuras de soldagem, etc. A radiolocalização com raios de Röntgen( raios x) é baseada na variação da absorção dos raios X pelo artigo, se dentro dele existirem cavidades ou corpos estranhos.
