Uma cooperativa usa uma lâmpada de radiação ultravioleta, com comprimento de onda de 365 nm, para iniciar a…
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
Uma cooperativa usa uma lâmpada de radiação ultravioleta, com comprimento de onda de 365 nm, para iniciar a cura de uma resina aplicada em peças. O fabricante informa que a reação só é iniciada por fótons com comprimento de onda igual ou inferior a 400 nm. Para reduzir custos, a equipe considera trocar a lâmpada por uma fonte violeta de 405 nm. Nas mesmas condições de exposição, a nova fonte emite fótons de menor frequência e menor energia que os da lâmpada original. Considerando o limite informado para a resina e a mudança proposta, qual efeito é esperado se a fonte de 405 nm substituir a lâmpada de 365 nm?
- A) A cura começará normalmente, pois o comprimento de onda informado para a fonte está dentro da faixa violeta usada no processo.
- B) A cura será parcial, pois uma parte da energia da fonte poderá ser aproveitada pela resina, apesar da menor energia de cada fóton.
- C) A cura começará mais lentamente, pois a fonte de 405 nm ainda pode iniciar a reação, embora seus fótons tenham menor energia.
- D) A cura não será iniciada, pois a fonte de 405 nm emite fótons com comprimento de onda acima do limite de 400 nm e, portanto, de menor frequência e energia que os necessários para iniciar a reação.
- E) A cura começará apenas depois de uma exposição mais longa, pois o tempo adicional permitirá que os fótons de menor energia atinjam a condição necessária.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o limite informado pelo fabricante. A resina só é iniciada por fótons com comprimento de onda igual ou inferior a 400 nm. Quanto maior o comprimento de onda, menor a energia do fóton, então a condição é de comprimento de onda não superior a 400 nm. Passo 2: Compare a fonte proposta. A nova lâmpada violeta emite fótons de 405 nm, que é maior que 400 nm, ou seja, está fora da faixa que a resina consegue aproveitar. Passo 3: Relacione com frequência e energia. Como o comprimento de onda é maior, a frequência é menor e, pela relação E = h x f, a energia de cada fóton também é menor. Como o enunciado já informa que os fótons da nova fonte têm menor frequência e menor energia que os da lâmpada original, isso confirma que eles estão abaixo do necessário para iniciar a reação. Passo 4: Conclua. A cura não será iniciada, pois nenhum fóton de 405 nm atinge o limite exigido pela resina. Passo 5: Compare com o gabarito. O gabarito oficial é D, que coincide com a conclusão obtida. As demais alternativas estão erradas porque: A ignora o limite informado, que foi dado justamente para ser comparado com o comprimento de onda; B supõe que a resina aproveita parcialmente fótons que não atingem o limite, o que não é compatível com um limite de ativação; C admite que a fonte ainda inicia a reação, contrariando a condição de 400 nm; E supõe que o tempo de exposição compensa a energia insuficiente de cada fóton, o que não ocorre em reações fotoiniciadas, pois a energia de cada fóton é o fator decisivo.
💡 Dica: Compare 405 nm ao limite de 400 nm; maior comprimento de onda implica menor frequência e energia por fóton.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que estar na faixa violeta basta para iniciar a cura, sem comparar o comprimento de onda de 405 nm com o limite de 400 nm.
O aluno supõe que a resina aproveita parcialmente a energia de fótons que estão abaixo do limite, tratando a exigência como gradual em vez de um corte.
O aluno entende que a menor energia dos fótons apenas reduz a velocidade da reação, sem perceber que o limite informado impede totalmente o início da cura.
Por que engana: Supor que maior tempo de exposição compensa fótons que não atingem a energia mínima de iniciação.
A resina exige fótons com comprimento de onda de até 400 nm. Como 405 nm ultrapassa esse limite, a nova fonte não fornece fótons com a condição indicada para iniciar a cura; além disso, o aumento do comprimento de onda corresponde à diminuição da frequência e da energia dos fótons.
O aluno imagina que mais tempo de exposição acumula energia suficiente para iniciar a reação, ignorando que a energia de cada fóton precisa atingir o limite.
Raio-X da questão
Comprimento de onda, frequência e energia da radiação eletromagnética.
Relacionar o comprim
Relação inversa entre comprimento de onda e frequência. · Energia do fóton aumenta com a frequência.
Faixas do espectro eletromagnético e aplicações da radiação UV.
Supor que maior tempo de exposição compensa fótons que não atingem a energia mínima de iniciação.
Ciência, tecnologia e processos produtivos.
Uso de radiação ultr
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