Em uma atividade sobre comunicação óptica, uma escola utiliza um laser cuja luz apresenta frequência de 6,0 ×…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade sobre comunicação óptica, uma escola utiliza um laser cuja luz apresenta frequência de 6,0 × 10¹4 Hz. Para estimar a energia transportada por cada fóton, considere a relação E = h · f e a constante de Planck h = 4,14 × 10?¹5 eV·s. Despreze perdas no equipamento. Com base nos dados do experimento, qual é, aproximadamente, a energia de cada fóton emitido pelo laser?
- A) 6,00 eV
- B) 4,14 eV
- C) 2,48 eV
- D) 0,248 eV
- E) 24,80 eV
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A frequência é f = 6,0 × 10^14 Hz e a constante de Planck é h = 4,14 × 10^-15 eV·s. Passo 2: Aplique a relação E = h · f. Passo 3: Multiplique os valores numéricos: 4,14 × 6,0 = 24,84. Passo 4: Trate as potências de dez: 10^-15 × 10^14 = 10^-1. Passo 5: Junte os resultados: E = 24,84 × 10^-1 eV = 2,484 eV, que arredondado é aproximadamente 2,48 eV. Passo 6: Conclusão. A alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 6,00 eV é apenas o valor da frequência em notação simplificada, sem a multiplicação por h; B) 4,14 eV é o valor de h, que não foi multiplicado pela frequência; D) 0,248 eV tem a ordem de grandeza errada, pois a potência de dez final é 10^-1 e não 10^-2; E) 24,80 eV corresponde ao produto 4,14 × 6,0 sem aplicar a potência de dez 10^-1.
💡 Dica: Use a fórmula E = hf para calcular a energia dos fótons.
Alternativa por alternativa
O aluno tomou o valor numérico da frequência como se fosse a energia, sem aplicar a fórmula E = h · f. Não percebeu que a energia depende da constante de Planck.
Por que engana: Confundir a relação entre frequência e energia, utilizando a fórmula errada ou valores incorretos na conversão.
O aluno copiou a constante de Planck como resposta, achando que h já fornece a energia do fóton. Ignorou que a energia depende da multiplicação por f.
Aplicando E = h · f: E = (4,14 × 10⁻¹⁵ eV·s) · (6,0 × 10¹⁴ s⁻¹) = 24,84 × 10⁻¹ eV = 2,484 eV. Portanto, a energia de cada fóton é aproximadamente 2,48 eV.
O aluno acertou o produto 4,14 × 6,0 mas errou a potência de dez, dividindo a energia por 10 a mais. Assim obteve 0,248 eV, com ordem de grandeza incorreta.
O aluno calculou corretamente o produto 4,14 × 6,0 = 24,84, mas esqueceu de aplicar a potência de dez resultante 10^-1. Ficou com um valor 10 vezes maior que o correto.
Raio-X da questão
energia dos fótons
avaliacao
energia dos fótons · frequência da luz
Revisar a relação entre frequência e energia de fótons.
Confundir a relação entre frequência e energia, utilizando a fórmula errada ou valores incorretos na conversão.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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