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Física3ª sérieBNCC EM13CNT103Difícil⏱ medio

Em uma atividade de laboratório, uma turma analisou dois resultados envolvendo a luz. Ao atravessar duas…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT103

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 uma atividade de laboratório, uma turma analisou dois resultados envolvendo a luz. Ao atravessar duas fendas estreitas, a luz produziu franjas claras e escuras em um anteparo. Em outro experimento, ao incidir sobre uma placa metálica, ela provocou a emissão de elétrons apenas quando sua frequência ultrapassou determinado valor; aumentar a intensidade, sem alterar a frequência, não produziu emissão abaixo desse limite. Esses resultados são descritos conjuntamente pela Física quântica. Com base nos resultados apresentados, qual conceito permite interpretar a luz de modo coerente com a formação de franjas de interferência e com a emissão de elétrons dependente da frequência?

  1. A) Quantização da energia luminosa
  2. B) Difração de ondas luminosas
  3. C) Interferência entre ondas luminosas
  4. D) Dualidade onda-partícula
  5. E) Polarização da radiação luminosa

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Identifique os dois fenômenos descritos. O primeiro, franjas claras e escuras após a luz atravessar duas fendas, é típico de comportamento ondulatório (interferência). O segundo, emissão de elétrons só quando a frequência ultrapassa um valor limite, e não por aumento de intensidade, é o efeito fotoelétrico, que só se explica tratando a luz como pacotes de energia (fótons), com energia proporcional à frequência.
  2. Procure o conceito que reúne os dois comportamentos. Nenhum dos modelos isolados basta: a interferência exige natureza ondulatória e o efeito fotoelétrico exige natureza corpuscular. O conceito que une essas duas descrições é a dualidade onda-partícula, segundo o qual a luz se comporta ora como onda, ora como partícula, conforme o experimento.
  3. Analise as alternativas erradas. A) Quantização da energia luminosa explica o efeito fotoelétrico, mas não a formação de franjas de interferência. B) Difração de ondas luminosas descreve o espalhamento da onda ao passar por obstáculos, sem explicar a emissão de elétrons. C) Interferência entre ondas luminosas explica as franjas, mas não a dependência da frequência no efeito fotoelétrico. E) Polarização da radiação luminosa trata da orientação do campo elétrico da onda e não se relaciona com nenhum dos dois resultados.
  4. Conclusão. Como o conceito pedido deve abranger simultaneamente os dois resultados, a resposta correta é a dualidade onda-partícula, alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Considere a dualidade onda-partícula da luz.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno percebe que o efeito fotoelétrico depende da frequência e associa isso à quantização, mas não considera que as franjas de interferência exigem o caráter ondulatório da luz.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno associa as franjas a qualquer fenômeno de desvio ao passar por fendas e acredita que a difração sozinha explica todo o experimento, ignorando a emissão de elétrons.

Por que engana: Confundir a dualidade onda-partícula com fenômenos específicos como interferência ou difração.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno reconhece que as franjas resultam de interferência, mas supõe que o mesmo modelo ondulatório explica a emissão de elétrons dependente da frequência, o que não ocorre.

D Correta

A formação de franjas claras e escuras evidencia o comportamento ondulatório da luz, enquanto a emissão de elétrons condicionada à frequência indica que a energia é transferida em quanta, associados ao comportamento corpuscular. O conceito que reúne essas duas descrições é a dualidade onda-partícula.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno confunde a polarização, que descreve a direção de oscilação do campo elétrico, com qualquer fenômeno que dependa da natureza da luz, e não percebe que ela não explica nenhum dos dois resultados.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil
Leitura medio
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 consolidacao
🎯 Conceito central

dualidade onda-partícula

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

fenômenos da luz · onda e partícula

📚 Reveja

Revisar o conceito de dualidade da luz e o efeito fotoelétrico.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a dualidade onda-partícula com fenômenos específicos como interferência ou difração.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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