Prova 2 Fisica Geral IV UNIFEI 2022B - Ondas Eletromagnéticas e Relatividade

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ FIS503 FÍSICA GERAL IV Prova 02 2022B FORMULÁRIO ε0 8851012 F m μ0 126106 H m c 300108 m s 1Å 1010 m g 980m s2 me 911031 kg e 161019 C h 661034 Js 14πε0 90109 mF 1 eV 161019 J Ert E0 expik r ω t Brt 1c k Ert kλ 2π λ cT c μ0ε012 W ε0 Ert2 I PotArea W c I ccε0 Ert2 12 ccε0 E02 S Ik x x vt 1 v2 c212 y y z z t t v c2 x 1 v2 c212 L L0 1 v2 c2 Δt Δt0 1 v2 c212 ux ux v 1 ux v c2 ux ux v 1 ux v c2 Energia do fóton E hf Postulados de Bohr hf Ei Ef mvr nh 2π n ħ Relações de De Broglie E hf λ h p p ħk λ vT Fcent mv2 r Relações de Incerteza de Heisenberg ΔxΔp ħ ΔEΔt ħ Equação de Schrödinger ħ2 2m 2 ψr Ur ψr E ψr Ψrt ψr eiωt A prova é individual feita de próprio punho manuscrito Os cálculos devem ser mostrados na íntegra e não serão consideradas respostas que não venham acompanhadas de todas as passagens pertinentes QUESTÃO 01 Valor 30 pontos A antena de uma estação de televisão da potência média igual a 20 MW emite ondas com frequência de 830 kHz para todas as direções do espaço A uma distância de 50 km há uma antena parabólica de diâmetro igual a 20 m que capta o sinal Pedese a A intensidade média da onda que chega na antena parabólica b A energia total captada pela parabólica em 1 minuto c As amplitudes máximas dos campos elétrico e magnético que chegam à parabólica QUESTÃO 02 Valor 30 pontos Um astronauta excitandose numa esteira movida a passos mantém uma taxa de pulsação de 120 batidas por minuto Ele se exercita durante 100 h medida no relógio da espaçonave com passada de 100 ms enquanto a nave se desloca com velocidade de 0900c em relação a uma estação fixa na Terra a Qual é a taxa de pulsação observada na estação terrestre b Que distância caminhou o astronauta medida na estação terrestre QUESTÃO 03 Valor 35 pontos A existência do núcleo atômico foi descoberta em 1911 por Ernest Rutherford que interpretou apropriadamente os resultados do espalhamento de um feixe de partículas alfa pelos átomos de uma folha de ouro a Se as partículas alfas tinham a energia cinética de 75 MeV qual era o seu comprimento de onda de de Broglie b Na interpretação dos resultados dessa experiência poderia ter sido levada em conta a natureza ondulatória das partículas alfas incidentes A massa de uma partícula alfa é 400 u e a distância de menor aproximação ao núcleo cerca de 30 fm A natureza ondulatória da matéria só foi postulada por de Broglie uma década após essa experiência decisiva ter sido realizada Obs 10 MeV 10106 eV 161013 J e 10 fm fentometro 101015 m Unidade de massa atômica u 1661027 kg 112 da massa do átomo de carbono12