Em uma atividade de Física, estudantes analisaram a luz emitida por um LED azul. O sensor registrou frequência…
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 uma atividade de Física, estudantes analisaram a luz emitida por um LED azul. O sensor registrou frequência de 6,0 × 10¹4 Hz. Para relacionar a energia E de cada fóton à frequência f da radiação, utiliza-se a expressão E = hf, em que h é a constante de Planck, cujo valor aproximado é 6,63 × 10?³4 J·s. Com base nos dados do experimento, qual é aproximadamente a energia de cada fóton da luz azul emitida pelo LED?
- A) 3,98 × 10⁻²⁰ J
- B) 1,11 × 10⁻⁴⁸ J
- C) 3,98 × 10⁻¹⁸ J
- D) 9,05 × 10⁴⁷ J
- E) 3,98 × 10⁻¹⁹ J
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A frequência é f = 6,0 × 10^14 Hz e a constante de Planck é h = 6,63 × 10^-34 J·s (o expoente aparece com erro de digitação no enunciado, mas o valor coerente com a fórmula é 10^-34). Passo 2: Aplique a expressão E = h·f, ou seja, multiplique os dois valores. Passo 3: Multiplique os coeficientes: 6,0 × 6,63 = 39,78. Passo 4: Some os expoentes das potências de dez: 10^14 × 10^-34 = 10^-20. Assim, E = 39,78 × 10^-20 J. Passo 5: Normalize a notação científica, deslocando a vírgula uma casa para a esquerda e somando 1 ao expoente: E = 3,978 × 10^-19 J, que arredondado é 3,98 × 10^-19 J. Passo 6: Compare com as alternativas. A alternativa E é a única que coincide com esse resultado, o que confirma o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a A tem a potência de dez incorreta (10^-20 em vez de 10^-19); a B resulta de dividir h por f, o que inverte a operação; a C tem a ordem de grandeza errada (10^-18); e a D resulta de dividir f por h, produzindo um valor enorme e sem sentido físico para a energia de um fóton.
💡 Dica: Aplique a fórmula E = hf utilizando a frequência dada.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou 6,0 × 6,63 = 39,78 e somou corretamente os expoentes para 10^-20, mas não deslocou a vírgula ao normalizar, escrevendo 3,98 em vez de 3,98 com expoente -19.
O aluno dividiu a constante de Planck pela frequência (6,63 × 10^-34 / 6,0 × 10^14), o que dá cerca de 1,11 × 10^-48, em vez de multiplicar h por f como pede a expressão E = hf.
O aluno acertou os coeficientes (3,98), mas errou a potência de dez ao normalizar, deslocando a vírgula de forma incorreta e chegando a 10^-18, uma ordem de grandeza acima do valor correto.
Por que engana: Confundir a relação entre frequência e energia, aplicando a fórmula de forma incorreta.
O aluno inverteu a operação e dividiu a frequência pela constante de Planck (6,0 × 10^14 / 6,63 × 10^-34), obtendo 9,05 × 10^47, um valor sem sentido físico para a energia de um fóton.
Aplicando E = hf, obtém-se E = (6,63 × 10⁻³⁴ J·s)(6,0 × 10¹⁴ s⁻¹) = 39,78 × 10⁻²⁰ J = 3,98 × 10⁻¹⁹ J.
Raio-X da questão
energia do fóton
avaliacao
energia do fóton · frequência da luz
Revisar a relação entre frequência e energia de fótons.
Confundir a relação entre frequência e energia, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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