— Olha esses pontos luminosos na tela, disse Ana, apontando para o gráfico de contagem de fótons. Em um…

Questão

— Olha esses pontos luminosos na tela, disse Ana, apontando para o gráfico de contagem de fótons. Em um experimento de dupla fenda com fótons individuais, uma equipe registrou, para 1000 fótons emitidos, 400 detecções no máximo central, 250 detecções em cada primeiro máximo lateral e 50 detecções em cada primeiro mínimo lateral. Esses valores mostram a distribuição probabilística das regiões de interferência no anteparo. A partir dos dados do texto, estime quantos fótons serão detectados na região correspondente ao primeiro mínimo lateral se o total de fótons emitidos for 5000.

1. A) 200 fótons
2. B) 1000 fótons
3. C) 1250 fótons
4. D) 500 fótons
5. E) 250 fótons

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados do primeiro mínimo lateral. Para 1000 fótons emitidos, houve 50 detecções em cada primeiro mínimo lateral, ou seja, uma fração de 50/1000 = 0,05 (5%) dos fótons.
2. Assuma que a proporção se mantém quando o total de fótons muda, pois o padrão de interferência é uma distribuição probabilística. Com 5000 fótons, a fração continua 0,05.
3. Calcule 5000 × 0,05 = 250 fótons detectados no primeiro mínimo lateral. Como alternativa, faça por regra de três: 1000 fótons estão para 50 detecções assim como 5000 fótons estão para x; x = 5000 × 50 / 1000 = 250.
4. Compare com o gabarito oficial. A alternativa E (250 fótons) coincide com o resultado obtido, portanto o gabarito está correto.
5. Por que as outras estão erradas: A (200) resulta de usar a razão 50/250 em vez da razão 50/1000; B (1000) supõe, sem base no enunciado, que o número de detecções iguala o total de fótons; C (1250) aplica a escala ao primeiro máximo lateral, que tem 250 detecções por 1000 fótons, e não ao mínimo; D (500) usa um fator de multiplicação 10 em vez do fator correto 5, que é 5000 dividido por 1000.

💡 Dica: Calcule a proporção de fótons no mínimo lateral e aplique ao total de 5000 fótons.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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