Durante a inspeção de tubulações de uma estação de tratamento de água, a equipe consulta um gráfico do…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante a inspeção de tubulações de uma estação de tratamento de água, a equipe consulta um gráfico do espectro eletromagnético para comparar radiações usadas em diferentes equipamentos. O gráfico apresenta, em escala logarítmica, estas frequências: ondas de rádio, 10^6 Hz; micro-ondas, 10^10 Hz; luz visível, 5 × 10^14 Hz; raios X, 10^18 Hz. Para ondas eletromagnéticas, a frequência e o comprimento de onda variam de forma inversa, e a energia dos fótons aumenta com a frequência. Observe o gráfico descrito no texto. Ao comparar a luz visível com os raios X, que conclusão sobre o comprimento de onda e a energia dos fótons é compatível com os dados?
- A) Os raios X têm comprimento de onda maior e fótons menos energéticos que a luz visível.
- B) Os raios X têm comprimento de onda menor e fótons mais energéticos que a luz visível.
- C) Os raios X têm comprimento de onda menor e fótons menos energéticos que a luz visível.
- D) Os raios X têm comprimento de onda igual e fótons tão energéticos quanto a luz visível.
- E) Os raios X têm comprimento de onda maior e fótons mais energéticos que a luz visível.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Os dados fornecidos são: luz visível com frequência de 5 × 10^14 Hz e raios X com frequência de 10^18 Hz. Comparando as duas, os raios X têm frequência cerca de 2.000 vezes maior (10^18 dividido por 5 × 10^14 é igual a 2.000).
- Como as ondas eletromagnéticas têm frequência e comprimento de onda inversamente proporcionais (produto constante igual à velocidade da luz), uma frequência maior implica comprimento de onda menor. Logo, os raios X têm comprimento de onda menor que a luz visível.
- O enunciado informa que a energia dos fótons aumenta com a frequência. Como os raios X têm frequência maior, seus fótons são mais energéticos que os da luz visível.
- Conclusão: os raios X têm comprimento de onda menor e fótons mais energéticos que a luz visível, o que corresponde à alternativa B, coincidente com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A inverte as relações de comprimento de onda e energia; C erra ao atribuir menor energia aos fótons de raios X; D afirma valores iguais, o que contradiz a frequência muito maior dos raios X; E erra ao dizer que o comprimento de onda dos raios X é maior.
💡 Dica: Frequência e comprimento de onda são inversos; logo, maior frequência significa menor comprimento de onda e maior energia.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte a relação inversa entre frequência e comprimento de onda, supondo que maior frequência significa maior comprimento de onda, e também associa frequência maior a menor energia.
O gráfico mostra que os raios X têm frequência maior que a luz visível. Como frequência e comprimento de onda são inversamente relacionados e a energia dos fótons aumenta com a frequência, os raios X têm menor comprimento de onda e maior energia.
O aluno acerta o comprimento de onda menor dos raios X, mas acredita que fótons de maior frequência têm menor energia, contrariando a relação de proporcionalidade direta entre energia e frequência.
O aluno ignora a diferença de ordens de grandeza entre as frequências (10^18 Hz e 5 × 10^14 Hz), tratando-as como equivalentes.
O aluno acerta que os fótons dos raios X são mais energéticos, mas inverte a relação inversa com o comprimento de onda, achando que maior frequência corresponde a maior comprimento de onda.
Por que engana: Associar maior frequência a maior comprimento de onda, invertendo a relação.
Raio-X da questão
Relação inversa entre frequência e comprimento de onda e energia dos fótons
fixacao
Ondas eletromagnéticas e velocidade da luz · Leitura de gráficos em escala logarítmica
Espectro eletromagnético e energia do fóton
Associar maior frequência a maior comprimento de onda, invertendo a relação.
Saúde e segurança
cientifico
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