Uma antena parabólica de área A = 0,50 m² aponta para uma fonte que emite ondas eletromagnéticas na frequência…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma antena parabólica de área A = 0,50 m² aponta para uma fonte que emite ondas eletromagnéticas na frequência f = 10,0 GHz. A intensidade média da onda incidente sobre a antena é I = 2,0×10?8 W·m?². A antena tem eficiência ? = 70% (? = 0,70). Calcule: (a) a potência elétrica P entregue ao receptor (em W), usando P = ?·I·A; (b) a taxa de chegada de fótons N? (em s?¹) no receptor, usando E_ph = h·f com h = 6,63×10?³4 J·s. Apresente cálculos e unidades.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Dados: A=0,50 m²; I=2,0×10?8 W·m?²; ?=0,70; f=10,0 GHz=1,00×10¹° Hz; h=6,63×10?³4 J·s. (a) P = ?·I·A = 0,70·(2,0×10?8 W·m?²)·0,50 m² = 7,0×10?? W. (b) E_ph = h·f = 6,63×10?³4 J·s · 1,00×10¹° Hz = 6,63×10?²4 J. N? = P / E_ph = (7,0×10?? W) / (6,63×10?²4 J) ˜ 1,06×10¹5 s?¹.
Explicação
Os cálculos realizados utilizam as fórmulas apropriadas para determinar a potência elétrica e a taxa de chegada de fótons, considerando a eficiência da antena e a energia de cada fóton. A eficiência é aplicada na primeira parte para calcular a potência, enquanto na segunda parte, a energia de cada fóton é obtida multiplicando a constante de Planck pela frequência. A relação entre potência e energia dos fótons permite encontrar a taxa de chegada de fótons no receptor.
Raio-X da questão
potência e fótons
avaliacao
potência e fótons · intensidade de ondas eletromagnéticas
Revisar a relação entre potência, intensidade e área, além da energia dos fótons.
O aluno pode confundir a fórmula da potência com a da intensidade, aplicando incorretamente os valores.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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