Em um laboratório escolar, estudantes analisaram a luz emitida por diferentes LEDs. Para comparar a energia…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório escolar, estudantes analisaram a luz emitida por diferentes LEDs. Para comparar a energia transportada por cada fóton, utilizaram a relação E = h·f, em que E representa a energia do fóton, f representa sua frequência e h é uma constante. Assim, ao mudar a frequência da radiação, a energia do fóton também pode se modificar. Com base no texto e na relação apresentada, qual conclusão descreve corretamente a relação entre a energia de um fóton e sua frequência?
- A) A energia do fóton é inversamente proporcional à sua frequência.
- B) A energia do fóton permanece constante para qualquer frequência.
- C) A energia do fóton é diretamente proporcional à sua frequência.
- D) A energia do fóton é numericamente igual à sua frequência.
- E) A energia do fóton é diretamente proporcional ao quadrado da sua frequência.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- A questão apresenta a relação E = h·f, em que h é uma constante (constante de Planck) e f é a frequência da radiação.
- Em uma expressão do tipo y = k·x, com k constante e positiva, quando x aumenta, y aumenta na mesma proporção. Aqui, h é constante, então E é multiplicado por h a cada vez que f é multiplicado, ou seja, E é diretamente proporcional a f.
- Portanto, a conclusão correta é que a energia do fóton é diretamente proporcional à sua frequência, alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- A alternativa A está errada, pois a relação é direta, não inversa: aumentar a frequência aumenta a energia.
- A alternativa B está errada, pois, se h é constante e f varia, E também varia; a energia não é fixa.
- A alternativa D está errada, pois E e f têm a mesma dimensão apenas numericamente em casos particulares; a relação correta envolve a constante h, então E não é igual a f em geral.
- A alternativa E está errada, pois a dependência é linear (potência 1 de f), não quadrática.
💡 Dica: Aplique a fórmula E = h·f para encontrar a relação.
Alternativa por alternativa
O estudante pode ter associado a ideia de que frequências maiores significam menor energia, confundindo com a relação entre frequência e comprimento de onda (onde o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência).
O estudante pode ter achado que, por h ser uma constante, a energia também seria constante, ignorando que a constante multiplica a frequência variável.
Por que engana: Confundir proporcionalidade direta com inversa entre energia e frequência, ou relacionar energia ao comprimento de onda incorretamente.
Na expressão E = h·f, a constante h não varia. Portanto, quando a frequência aumenta, a energia aumenta na mesma proporção; quando a frequência diminui, a energia também diminui proporcionalmente.
O estudante pode ter entendido que a energia seria igual à frequência, esquecendo que a expressão E = h·f contém a constante h multiplicando f.
O estudante pode ter imaginado uma dependência quadrática, por analogia com outras fórmulas físicas (como energia cinética ou energia potencial), em vez de reconhecer a relação linear dada no enunciado.
Raio-X da questão
energia de um fóton
avaliacao
energia e frequencia de onda · constante de planck
Revisar a relação entre energia e frequência de fótons.
Confundir proporcionalidade direta com inversa entre energia e frequência, ou relacionar energia ao comprimento de onda incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Em uma atividade de Física, estudantes analisaram a luz emitida por dois LEDs: um vermelho e outro azul. Eles…
- Em um experimento sobre o efeito fotoelétrico, uma superfície metálica é iluminada com radiações de diferentes…
- Em um laboratório de uma universidade brasileira, pesquisadores analisaram a luz emitida por dois LEDs. O LED azul…
- Em uma atividade de Física, uma equipe analisou fótons emitidos por dois LEDs usados em sensores ópticos. O LED azul…
- Em uma atividade de Física, estudantes analisaram diferentes comportamentos da luz. Ao passar por uma fenda estreita, um…
- Em um laboratório de uma universidade brasileira, estudantes analisam a energia transportada por cada fóton emitido por…
Todas as questões de Física Quântica (Efeito Fotoelétrico, Dualidade)
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog