— Se é “radiação”, dá câncer como raio X? — perguntou um morador em uma audiência pública sobre a instalação…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e debater situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos da área de Ciências da Natureza (tais como tecnologias do DNA, tratamentos com células-tronco, neurotecnologias, produção de tecnologias de defesa, estratégias de controle de pragas, entre outros), com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo diferentes pontos de vista.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
— Se é “radiação”, dá câncer como raio X? — perguntou um morador em uma audiência pública sobre a instalação de uma antena de telefonia 5G no bairro. Um técnico explicou que a antena opera em f = 3,5 GHz e que, perto das casas mais próximas, o equipamento pode emitir potência da ordem de 80 W em certos momentos. Parte dos participantes argumentou que “radiação é tudo igual” e comparou a antena a exames de raios X. Para orientar o debate, o técnico sugeriu usar a relação E = h*f para a energia E de um fóton de frequência f, com h = 6,6 x 10^-34 J*s e 1 eV = 1,6 x 10^-19 J. Também informou que energias de fótons da ordem de 10 eV ou mais estão associadas à ionização (quebra de ligações eletrônicas em átomos e moléculas). Com base nas informações do texto, identifique o argumento físico mais adequado para avaliar a comparação entre a antena 5G e os raios X quanto à ionização.
- A) Afirmar que aumentar a altura da antena aumenta a frequência recebida e, por isso, aumenta a energia dos fótons.
- B) Afirmar que um fóton de 3,5 GHz tem E~1 x 10^-5 eV, muito abaixo de 10 eV, não ionizando.
- C) Afirmar que a potência de 80 W torna a onda ionizante, pois potência alta sempre quebra ligações químicas.
- D) Afirmar que toda radiação, independentemente da frequência, é ionizante se houver sinal constante por muitas horas.
- E) Afirmar que, por ter comprimento de onda maior que a luz visível, o fóton de 3,5 GHz tem energia maior.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a energia do fóton pela relação E = h*f. Com h = 6,6 x 10^-34 J*s e f = 3,5 GHz = 3,5 x 10^9 Hz, obtemos E = 6,6 x 10^-34 * 3,5 x 10^9 = 23,1 x 10^-25 J, ou seja, E = 2,31 x 10^-24 J. Passo 2: Converta para elétron-volt dividindo por 1,6 x 10^-19 J/eV. Obtemos E = 2,31 x 10^-24 / 1,6 x 10^-19 = 1,44 x 10^-5 eV, que na ordem de grandeza é aproximadamente 1 x 10^-5 eV. Passo 3: Compare com o limiar de ionização de cerca de 10 eV. A energia do fóton da antena é cerca de um milhão de vezes menor que esse valor, portanto ela não consegue quebrar ligações eletrônicas, diferentemente dos raios X. Passo 4: Avalie as demais alternativas. A está errada porque a altura da antena não altera a frequência emitida, que é uma propriedade da fonte. C está errada porque a potência indica quantos fótons são emitidos por segundo, não a energia de cada fóton, que depende apenas da frequência. D está errada porque a ionização depende da energia de cada fóton, e acumular sinal ao longo do tempo não aumenta essa energia. E está errada porque comprimento de onda maior significa frequência menor e, portanto, energia menor, e não maior. Passo 5: Conclusão: a alternativa B é a correta e está de acordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a energia do fóton usando E = h*f e compare com 10 eV para ionização.
Alternativa por alternativa
Acredita que a altura da antena muda a frequência da onda recebida, como se a distância à fonte alterasse a frequência. Na verdade, a frequência é determinada pela fonte e não muda com a altura.
Pela relação E=h*f, a baixa frequência implica baixa energia por fóton, insuficiente para ionizar, ao contrário dos raios X.
Confunde potência com energia do fóton, supondo que mais potência significa fótons individualmente mais energéticos. A potência indica a taxa de energia emitida, não a energia de cada fóton, que depende só da frequência.
Por que engana: Confundir potência com energia do fóton e associar potência alta diretamente à ionização.
Acha que a ionização se acumula com o tempo de exposição, como se muitos fótons de baixa energia somados chegassem a quebrar ligações. A quebra de ligação depende da energia de um único fóton, não do tempo de exposição.
Imagina que ondas de maior comprimento de onda carregam mais energia, invertendo a relação entre frequência e energia. Como E = h*f, quanto maior o comprimento de onda, menor a frequência e menor a energia do fóton.
Raio-X da questão
energia fóton e ionização
diagnostico
energia de fótons · frequência e radiação eletromagnética
estude a relação entre frequência, energia do fóton e ionização
Confundir potência com energia do fóton e associar potência alta diretamente à ionização.
pensamento_critico
cotidiano
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