Em um laboratório de uma universidade brasileira, estudantes analisam a energia transportada por cada fóton…
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 de uma universidade brasileira, estudantes analisam a energia transportada por cada fóton emitido por um dispositivo óptico usado na transmissão de dados. O dispositivo emite uma onda eletromagnética de frequência f = 5 × 10¹4 Hz. Para esse cálculo, utiliza-se a relação entre a energia de cada fóton e a frequência da onda: E = hf, em que h = 6,63 × 10?³4 J·s é a constante de Planck. A análise permite quantificar uma transformação de energia no sistema, relacionando a frequência da onda à energia de cada fóton. Com base no texto e considerando os dados fornecidos, determine a energia transportada por cada fóton emitido pelo dispositivo.
- A) 6,63 × 10⁻¹⁹ J
- B) 3,315 × 10⁻¹⁹ J
- C) 3,315 × 10⁻²⁰ J
- D) 1,326 × 10⁻¹⁹ J
- E) 3,315 × 10⁻⁴⁸ J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A frequência é f = 5 × 10^14 Hz e a constante de Planck é h = 6,63 × 10^-34 J·s (o expoente -34 aparece no enunciado com um erro de digitação, mas é lido como -34). Passo 2: Aplique a relação E = h·f. Passo 3: Multiplique os coeficientes: 6,63 × 5 = 33,15. Passo 4: Some os expoentes das potências de 10: -34 + 14 = -20. Passo 5: Resultado: E = 33,15 × 10^-20 J. Passo 6: Escreva em notação científica padrão, deslocando a vírgula: E = 3,315 × 10^-19 J, que é a alternativa B. Passo 7: Por que as outras estão erradas: A) 6,63 × 10^-19 J ignora o fator 5 da frequência e usa potência incorreta. C) 3,315 × 10^-20 J tem o coeficiente correto, mas a potência de 10 está errada por uma casa decimal. D) 1,326 × 10^-19 J corresponde a multiplicar h por um fator 0,2 em vez de 5, um erro no produto. E) 3,315 × 10^-48 J soma os expoentes trocando o sinal do 14 (-34 - 14 em vez de -34 + 14). Conclusão: o gabarito oficial B está correto e coincide com a resolução independente.
💡 Dica: Use a fórmula E = h*f para calcular a energia.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula h × 10^15 ou desconsidera o coeficiente 5 da frequência, ficando com 6,63 e apenas um expoente ajustado.
A energia é calculada pela expressão E = hf. Substituindo os valores, obtém-se E = (6,63 × 10⁻³⁴)(5 × 10¹⁴) = 33,15 × 10⁻²⁰ J. Escrevendo o resultado em notação científica adequada, E = 3,315 × 10⁻¹⁹ J.
O aluno obtém o produto correto 33,15 × 10^-20, mas registra a notação científica sem deslocar a vírgula corretamente, ficando com potência de 10 errada em uma casa.
O aluno calcula um fator de 0,2 (ou seja, 1/5) em vez de multiplicar por 5, como se a frequência fosse dividida em vez de multiplicada na relação E = hf.
Por que engana: Confundir a fórmula da energia da onda, usando frequência incorreta ou constante errada.
O aluno multiplica corretamente os coeficientes (33,15), mas soma os expoentes de forma errada, tratando 10^14 como 10^-14 e obtendo -34 - 14 = -48.
Raio-X da questão
energia de onda
avaliacao
energia de foton · constante de Planck
Revisar a relação entre frequência e energia de ondas.
Confundir a fórmula da energia da onda, usando frequência incorreta ou constante errada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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