Micro-ondas domésticas operam em 2,45 GHz. Calcule a energia de um fóton (E = h·f) usando h = 6,6×10^-34 J·s e…

Questão

Micro-ondas domésticas operam em 2,45 GHz. Calcule a energia de um fóton (E = h·f) usando h = 6,6×10^-34 J·s e determine se esse fóton é ionizante considerando energia típica de ionização ˜10 eV = 1,6×10^-18 J.

1. A) E = h·f ˜ 6,6×10^-34·2,45×10^9 ˜ 1,6×10^-24 J; muito menor que 1,6×10^-18 J ? não ionizante.
2. B) E = 1,6 eV; fóton é ionizante.
3. C) E = 1,6×10^-24 J; ionizante, pois é maior que 1,6×10^-18 J.
4. D) E = 6,6×10^-34 J·s · 2,45 GHz = 2,6×10^-18 J.
5. E) E = 6,6×10^-34 J·s · 2,45×10^-9 m = 1,6×10^-34 J.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. A frequência é f = 2,45 GHz = 2,45×10^9 Hz, h = 6,6×10^-34 J·s, e a energia típica de ionização é 1,6×10^-18 J (equivalente a cerca de 10 eV).
2. Calcule a energia do fóton com E = h·f. Multiplique 6,6 por 2,45, obtendo cerca de 16,2. As potências de dez somam -34 + 9 = -25, então E ≈ 16,2×10^-25 J, que é aproximadamente 1,6×10^-24 J.
3. Compare com a energia de ionização. A razão é 1,6×10^-24 / 1,6×10^-18 = 10^-6, ou seja, a energia do fóton é cerca de um milhão de vezes menor que a necessária para ionizar um átomo. Logo, o fóton não é ionizante.
4. Conclusão. A alternativa A traz o cálculo correto e a conclusão correta, e coincide com o gabarito oficial.
5. Por que as demais estão erradas. A alternativa B confunde o limiar de ionização (1,6 eV ou 10 eV) com a energia do fóton e ainda chega à conclusão errada. A alternativa C calcula bem a energia, mas inverte a comparação ao dizer que 1,6×10^-24 J é maior que 1,6×10^-18 J. A alternativa D multiplica h pela frequência sem efetuar a operação corretamente (6,6×2,45 não resulta em 2,6) e deixa a unidade como J·s·GHz, que não é energia. A alternativa E usa 2,45×10^-9 m, que é um valor sem sentido para a frequência, e aplica E = h·f a uma grandeza que não é frequência, além de obter um valor errado.

💡 Dica: Calcule a energia do fóton e compare com a energia de ionização.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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