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Física3ª sérieBNCC EM13CNT103Fácil⏱ medio

OBJETIVA — Um equipamento de broncoprovocação emite radiação ultravioleta A com comprimento de onda ? = 360…

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

OBJETIVA — Um equipamento de broncoprovocação emite radiação ultravioleta A com comprimento de onda ? = 360 nm. Calcule a energia de um fóton dessa radiação usando E = h·c/?. Use h = 6,63×10?³4 J·s e c = 3×108 m/s. (Forneça o resultado em joules e em eV).

  1. A) A energia de um fóton UV A é sempre zero.
  2. B) E = (6,63×10?³4·3×108)/(360×10??) ˜ 5,5×10?¹? J ˜ 3,45 eV.
  3. C) E = h·c/? usando c = 3×10? m/s dá E = 7,3×10?¹? J.
  4. D) Usando ? = 36000 nm, o resultado será 0,55 eV.
  5. E) E = h·c/? com ? = 360 nm resulta em 2,0×10?¹? J.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

  1. Converter o comprimento de onda para metros. 360 nm = 360 x 10^-9 m = 3,6 x 10^-7 m. Passo 2: Calcular o numerador h x c = 6,63 x 10^-34 x 3 x 10^8 = 19,89 x 10^-26 J·m (ou 1,989 x 10^-25 J·m). Passo 3: Dividir pelo comprimento de onda: E = 1,989 x 10^-25 / 3,6 x 10^-7 = 0,5525 x 10^-18 = 5,5 x 10^-19 J. Passo 4: Converter para eV dividindo pela carga do elétron, 1 eV = 1,602 x 10^-19 J: E = 5,525 x 10^-19 / 1,602 x 10^-19 = 3,45 eV. Passo 5: Conferir a alternativa B: ela traz exatamente essa conta e os resultados 5,5 x 10^-19 J e 3,45 eV. A alternativa A está errada porque a energia do fóton depende da frequência ou do comprimento de onda e nunca é zero para um fóton real. A alternativa C está errada porque o resultado 7,3 x 10^-19 J não corresponde à conta com 360 nm. A alternativa D está errada porque 36000 nm é uma conversão incorreta de 360 nm e, mesmo que fosse usado, o resultado não seria 0,55 eV. A alternativa E está errada porque 2,0 x 10^-19 J não é o resultado de h x c / 360 nm. Observação: os expoentes do enunciado aparecem corrompidos no texto (por exemplo, 10?³4), mas a interpretação padrão h = 6,63 x 10^-34 J·s e comprimento de onda de 360 nm é a única que reproduz o gabarito.

💡 Dica: Aplique a fórmula E = h·c/? para calcular a energia do fóton.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Senso comum

Acredita que um fóton de radiação ultravioleta não carrega energia, talvez confundindo energia com a ausência de massa de repouso do fóton.

B Correta

Usa-se E = h·c/? com h = 6,63×10?³4 J·s, c = 3×108 m/s e ? = 360×10?? m; E ˜ 1,989×10?²5/3,6×10?7 = 5,525×10?¹? J; convertendo para eV divide-se por 1,6×10?¹? ˜ 3,45 eV.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Aplica corretamente a fórmula, mas comete erro numérico ou de conversão de unidades, obtendo 7,3 x 10^-19 J em vez de 5,5 x 10^-19 J.

Por que engana: Confundir a unidade de comprimento de onda, utilizando metros em vez de nanômetros, o que altera o resultado final da energia.

D Erradaerro: Atenção

Converte 360 nm para 36000 nm, multiplicando o comprimento de onda por 100 em vez de usar a conversão correta de nanômetros para metros, e ainda calcula mal o resultado final em eV.

E Erradaerro: Procedimental

Calcula a fórmula com o comprimento de onda correto, mas erra a ordem de grandeza do resultado, chegando a 2,0 x 10^-19 J, o que indica erro de cálculo ou de potência de dez.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil
Bloom Aplicar
Leitura alto
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio
🎯 Conceito central

energia de fóton

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

energia de fóton · cálculo de energia

📚 Reveja

Revisar a relação entre energia, comprimento de onda e constantes físicas.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a unidade de comprimento de onda, utilizando metros em vez de nanômetros, o que altera o resultado final da energia.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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