Calcule a energia de um fóton de luz visível com frequência f = 6,0×10^14 Hz. Use h = 6,6×10^-34 J·s e exprima…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Calcule a energia de um fóton de luz visível com frequência f = 6,0×10^14 Hz. Use h = 6,6×10^-34 J·s e exprima o resultado em joules (J) e em elétron-volts (eV).
- A) E = 6,6×10^-34·6,0×10^14 = 1,2×10^-19 J
- B) E = 4,0 eV
- C) E = 3,96×10^-19 J (˜2,5 eV).
- D) E = 6,6×10^-34 J
- E) A energia de um fóton não pode ser calculada com frequência.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique a relação entre energia e frequência de um fóton: E = h·f, em que h é a constante de Planck e f é a frequência. Passo 2: Substitua os valores: E = 6,6×10^-34 · 6,0×10^14. Multiplique 6,6 por 6,0 para obter 39,6, e some as potências de dez: 10^-34 · 10^14 = 10^-20. Assim, E = 39,6×10^-20 J = 3,96×10^-19 J. Passo 3: Converta para elétron-volts usando 1 eV = 1,6×10^-19 J: E = 3,96×10^-19 / 1,6×10^-19 = 2,475 eV, que arredondado fica em torno de 2,5 eV. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a C, que apresenta 3,96×10^-19 J e cerca de 2,5 eV, coincidindo com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A faz a multiplicação incorretamente (6,6 × 6,0 não é 1,2, e sim 39,6), além de não converter para eV. B apresenta 4,0 eV, valor que não corresponde ao cálculo com f = 6,0×10^14 Hz. D escreve apenas a constante de Planck, sem multiplicá-la pela frequência. E afirma que a energia não pode ser calculada, mas a relação E = h·f fornece o resultado diretamente com os dados do enunciado.
💡 Dica: Use a fórmula E = h*f para calcular a energia do fóton.
Alternativa por alternativa
O aluno escreve a expressão corretamente, mas erra a multiplicação de 6,6 por 6,0 e não converte o resultado para elétron-volts, como pedido no enunciado.
Por que engana: Confundir a relação entre frequência e energia, utilizando valores incorretos na fórmula de cálculo.
O aluno apresenta um valor em elétron-volts sem fazer o cálculo com h e f, possivelmente por chute ou por lembrança de valores típicos de energia de fótons, sem relacioná-los à frequência dada.
E = h·f. Com h = 6,6×10^-34 J·s e f = 6,0×10^14 Hz: E = 6,6×10^-34·6,0×10^14 = 3,96×10^-19 J; em eV, E/1,6×10^-19 ˜ 2,5 eV.
O aluno confunde a constante de Planck com a energia do fóton e acredita que basta apresentar h, esquecendo de multiplicá-lo pela frequência f.
O aluno acredita que a energia depende de outras grandezas, como o comprimento de onda ou a intensidade da luz, e não reconhece que E = h·f relaciona diretamente energia e frequência.
Raio-X da questão
energia do fóton
avaliacao
energia do fóton · frequencia e energia
Revisar a relação entre frequência e energia de um fóton.
Confundir a relação entre frequência e energia, utilizando valores incorretos na fórmula de cálculo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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