Considere duas radiações eletromagnéticas: ultravioleta com ? = 300 nm e raios X com ? = 0,1 nm. Calcule a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Considere duas radiações eletromagnéticas: ultravioleta com ? = 300 nm e raios X com ? = 0,1 nm. Calcule a energia de um fóton de cada tipo usando E = h·c/? com h = 6,6×10^-34 J·s e c = 3,0×10^8 m/s. Compare os resultados e discuta implicações para esterilização, imagem médica e medidas de proteção.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Resolução: f_UV = c/? = 3,0×10^8 / 3,0×10^-7 = 1,0×10^15 Hz; E_UV = h·f = 6,6×10^-34·1,0×10^15 = 6,6×10^-19 J ˜ 4,1 eV. f_X = 3,0×10^8 / 1,0×10^-10 = 3,0×10^18 Hz; E_X = 6,6×10^-34·3,0×10^18 = 1,98×10^-15 J ˜ 12,4 keV. Conclusão: um fóton de raio X possui ˜3×10^3 vezes mais energia que um fóton UV de 300 nm; portanto os raios X são ionizantes e penetram tecidos (uso em imagem médica), exigindo proteção por chumbo, redução de tempo/exposição e monitorização de dose (mSv). UV em ~300 nm causa danos principalmente superficiais e é útil em esterilização (especialmente UVC); a proteção envolve barreiras físicas, controle de tempo de exposição e equipamento de proteção individual.
Explicação
A resolução apresenta o cálculo da energia dos fótons de radiação ultravioleta e raios X, mostrando que os raios X têm energia significativamente maior, o que os torna ionizantes e capazes de penetrar tecidos. Essa diferença de energia implica em diferentes aplicações e medidas de proteção: enquanto a radiação UV é utilizada para esterilização e causa danos superficiais, os raios X são utilizados em diagnósticos médicos, exigindo cuidados rigorosos para evitar exposição excessiva. A comparação entre as energias também fundamenta a necessidade de diferentes estratégias de proteção para cada tipo de radiação.
Raio-X da questão
energia de fóton
avaliacao
energia de fóton · radiações eletromagnéticas
Revisar a fórmula da energia de um fóton e suas aplicações.
O aluno pode confundir a relação entre comprimento de onda e energia, subestimando a energia dos raios X em comparação com a radiação ultravioleta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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