Em uma feira de Ciências, um grupo comparou um forno de micro-ondas, que opera em torno de 2,45 bilhões de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Classificar as radiações eletromagnéticas por suas frequências, fontes e aplicações, discutindo e avaliando as implicações de seu uso em controle remoto, telefone celular, raio X, forno de micro-ondas, fotocélulas etc.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma feira de Ciências, um grupo comparou um forno de micro-ondas, que opera em torno de 2,45 bilhões de hertz, com um equipamento de radiografia, que utiliza raios X com frequências da ordem de 10^18 hertz. Um estudante concluiu: “Como os raios X atravessam o corpo e permitem formar imagens, eles devem ter frequência menor que as micro-ondas, que aquecem os alimentos”. Na discussão, a turma lembrou que a energia de cada fóton aumenta com a frequência e que a exposição a raios X exige controle para reduzir riscos aos tecidos. Considerando os dados e as informações do texto, qual avaliação da conclusão do estudante está correta?
- A) A conclusão está incorreta: os raios X têm frequência muito maior que as micro-ondas e, por isso, seus fótons têm mais energia; a capacidade de atravessar tecidos depende da interação da radiação com a matéria, e a exposição aos raios X deve ser controlada.
- B) A conclusão está incorreta quanto à frequência: os raios X têm frequência muito maior que as micro-ondas, mas sua passagem pelos tecidos indica que quase não interagem com eles, tornando desnecessário controlar a exposição.
- C) A conclusão está incorreta: os raios X têm frequência muito maior que as micro-ondas, mas seus fótons têm menos energia, pois a energia diminui à medida que a frequência aumenta; a exposição deve ser controlada.
- D) Não é possível avaliar a conclusão apenas pelos dados apresentados: micro-ondas e raios X são usados em equipamentos diferentes, e essa diferença de aplicação impede comparar suas frequências ou a energia de seus fótons.
- E) A conclusão está correta: os raios X têm frequência menor que as micro-ondas e, por isso, seus fótons têm menos energia; essa menor energia permite que atravessem os tecidos e formem imagens.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Compare as frequências dadas no enunciado. O micro-ondas opera em torno de 2,45 bilhões de hertz (cerca de 2,45 x 10^9 Hz), enquanto os raios X têm frequências da ordem de 10^18 Hz. Ou seja, a frequência dos raios X é cerca de um bilhão de vezes maior, e não menor como afirmou o estudante.
- Use a relação entre frequência e energia do fóton, que o texto menciona: quanto maior a frequência, maior a energia de cada fóton. Assim, os fótons de raios X são muito mais energéticos que os das micro-ondas.
- Analise o argumento do estudante. Atravessar o corpo e formar imagens não depende de a radiação ter frequência menor. Depende da interação da radiação com a matéria: tecidos moles absorvem os raios X de modo diferente dos ossos, e isso gera o contraste da imagem.
- Entenda por que o aquecimento dos alimentos não indica baixa frequência. As micro-ondas aquecem os alimentos porque interagem com as moléculas de água, e não porque tenham alta energia por fóton. Já a alta energia dos raios X é a razão pela qual a exposição exige controle, pois pode danificar tecidos.
- Conclua a alternativa correta. A alternativa A está certa: a conclusão é incorreta, os raios X têm frequência muito maior e fótons mais energéticos, a penetração depende da interação com a matéria e a exposição deve ser controlada. As demais estão erradas: B nega a interação dos raios X com os tecidos, o que é falso; C inverte a relação entre frequência e energia; D afirma que não há como avaliar, mas os dados do enunciado são suficientes; E aceita a frequência menor, que contradiz os dados.
💡 Dica: Compare as ordens de grandeza das frequências e use a relação entre frequência e energia do fóton.
Alternativa por alternativa
A frequência dos raios X indicada no texto é muito superior à das micro-ondas. Como a energia do fóton cresce com a frequência, a justificativa do estudante inverte a relação entre frequência e energia. A aplicação em radiografias não significa menor frequência, e o texto destaca a necessidade de controle da exposição.
Aceita corretamente que os raios X têm frequência maior, mas conclui que, por atravessarem o corpo, eles quase não interagem com os tecidos. Confunde penetração com ausência de interação.
Reconhece a frequência maior dos raios X, mas acredita que a energia do fóton diminui quando a frequência aumenta, invertendo a relação E proporcional a f que foi apresentada no texto.
Acredita que o fato de os equipamentos serem diferentes impede comparar frequências e energias. Na verdade, os dados numéricos e a relação entre frequência e energia permitem avaliar a conclusão diretamente.
Aceita a premissa de que a radiação com menor energia é a que atravessa os tecidos e não verifica o dado de frequência. A frequência dos raios X é muito maior, não menor, e a penetração não depende de baixa energia.
Por que engana: Achar que a capacidade de atravessar tecidos significa frequência ou energia menor.
Raio-X da questão
Frequência e energia das radiações eletromagnéticas.
Relacionar frequênci
Espectro eletromagnético e comparação de frequências. · Relação entre frequência e energia de um fóton.
Interação dos raios X com tecidos e proteção radiológica.
Achar que a capacidade de atravessar tecidos significa frequência ou energia menor.
Saúde e segurança no uso de radiações.
Comparação entre equ
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