Em um experimento realizado em um laboratório escolar, um sensor detecta a radiação emitida por uma fonte de…
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 experimento realizado em um laboratório escolar, um sensor detecta a radiação emitida por uma fonte de luz. A frequência medida é de 5,0 × 10¹4 Hz. Para calcular a energia de cada fóton, considere a constante de Planck h = 6,63 × 10?³4 J·s e utilize a relação E = h·f, em que E é a energia do fóton e f é sua frequência. Com base nos dados do experimento, qual é a energia aproximada de cada fóton detectado?
- A) 3,32 × 10⁻²⁰ J
- B) 6,63 × 10⁻¹⁹ J
- C) 3,32 × 10⁻¹⁹ J
- D) 1,66 × 10⁻¹⁹ J
- E) 3,32 × 10⁻¹⁸ J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. A frequência é f = 5,0 × 10^14 Hz e a constante de Planck é h = 6,63 × 10^-34 J·s (o expoente -34 aparece com erro de digitação no enunciado, mas o valor usual da constante de Planck confirma essa leitura). Passo 2: Aplicar a relação E = h·f. Passo 3: Multiplicar as partes numéricas: 6,63 × 5,0 = 33,15. Passo 4: Multiplicar as potências de dez: 10^-34 × 10^14 = 10^-20. Passo 5: Juntar os resultados: E = 33,15 × 10^-20 J. Passo 6: Escrever em notação científica, deslocando a vírgula uma casa para a esquerda e somando 1 ao expoente: E = 3,315 × 10^-19 J, ou seja, aproximadamente 3,32 × 10^-19 J. Portanto a alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A tem a potência de dez correta mas não ajustou a notação científica, deixando o expoente em -20; B mantém o valor 6,63 mas com potência de dez errada, como se a frequência fosse maior do que a medida; D corresponde à metade do valor correto, como se a frequência tivesse sido dividida por 2 em vez de multiplicada; E tem a mantissa correta, mas o expoente está uma casa acima do valor correto.
💡 Dica: Use a fórmula E = h * f para calcular a energia do fóton.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplicou corretamente 6,63 por 5,0 e somou os expoentes, mas não deslocou a vírgula para a notação científica, mantendo o expoente -20 e obtendo 33,15 escrito como 3,32 com potência errada.
O aluno manteve o valor 6,63 de h e errou a potência de dez, obtendo um resultado dez vezes maior do que o correto, como se tivesse multiplicado por 10 extra ao lidar com a frequência.
Por que engana: Confundir a formula da energia do foton, usando frequencia errada ou constante de Planck incorreta.
Aplicando a relação E = h·f: E = (6,63 × 10⁻³⁴)·(5,0 × 10¹⁴) = 33,15 × 10⁻²⁰ J = 3,315 × 10⁻¹⁹ J. Arredondando, E ≈ 3,32 × 10⁻¹⁹ J.
O aluno dividiu a frequência por 2 (ou usou metade do valor de h) em vez de multiplicar, chegando a um valor com a metade da energia correta.
O aluno calculou a mantissa corretamente (3,32), mas atribuiu a potência de dez 10^-18 por descuido ao somar os expoentes ou ao reescrever a notação científica.
Raio-X da questão
energia do fóton
avaliacao
frequencia e energia do foton · constante de Planck
Revisar a relação entre frequência e energia de um fóton.
Confundir a formula da energia do foton, usando frequencia errada ou constante de Planck incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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