Veja 6 questões-amostra de Física Quântica (Efeito Fotoelétrico, Dualidade) com análise pedagógica completa,
para ENEM e alinhadas à BNCC.
Gere a prova inteira com as 66 questões em 30 segundos.
Sobre estas questões de Física Quântica (Efeito Fotoelétrico, Dualidade)
Esta página reúne 66 questões de Física Quântica (Efeito Fotoelétrico, Dualidade) voltadas para ENEM, dentro da unidade temática Física Moderna, todas alinhadas à BNCC. Abaixo você encontra 6 questões-amostra com a análise pedagógica completa (gabarito comentado, ficha pedagógica e resolução passo a passo) — uma prévia do que o GeraProva monta automaticamente para a prova inteira.
O que estas questões cobram: efeito fotoelétrico; trabalho de extração; interferência de luz; energia de fóton.
🎯 Tipos de raciocínio exigidos: Dedutivo, Crítico, Indutivo
Como usar: professores podem aplicar estas questões diretamente em avaliações, usar como material de apoio em aula, ou gerar uma prova personalizada com o GeraProva escolhendo dificuldade, quantidade e formato. Alunos podem usar para revisão ativa, praticando a resolução antes de ver o gabarito comentado.
Prova completa de Física Quântica (Efeito Fotoelétrico, Dualidade) em 30 segundos
Gere a prova personalizada com gabarito e folha de respostas usando as 66 questões deste tópico. Veja os planos:
Em uma atividade de laboratório escolar sobre o efeito fotoelétrico, uma placa metálica é iluminada por uma radiação monocromática de frequência 1,0 × 10^15 Hz. Para esse metal, a energia mínima necessária para retirar um elétron da superfície, chamada função trabalho, é 2,5 eV. Considere a constante de Planck igual a 4,0 × 10^-15 eV·s. A energia cinética máxima dos elétrons emitidos pode ser determinada pela relação Ecin,máx = hf - f, em que h é a constante de Planck, f é a frequência da radiação e f é a função trabalho.
Com base nas informações do experimento, qual é a energia cinética máxima dos elétrons emitidos pela placa metálica?
A) 4,0 eV
B) 2,5 eV
C) 1,5 eV
D) 0,5 eV
E) 6,5 eV
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
efeito fotoelétrico
💡 Dica de resolução
Calcule a energia do fóton e subtraia o trabalho de saída.
✅ Resposta correta: C
A energia de cada fóton é E = hf = (4,0 × 10^-15 eV·s)(1,0 × 10^15 Hz) = 4,0 eV. Pela equação do efeito fotoelétrico, Ecin,máx = E − φ = 4,0 eV − 2,5 eV = 1,5 eV.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)É o valor da energia do fóton, obtido por hf. Não se subtrai, porém, a energia necessária para retirar o elétron do metal.
❌ B)Corresponde à função trabalho do metal, e não à energia cinética máxima dos elétrons emitidos. A função trabalho deve ser subtraída da energia do fóton.
❌ D)Resulta de subtrair a função trabalho duas vezes da energia do fóton: 4,0 − 2,5 − 1,0 = 0,5 eV. Esse procedimento não corresponde à equação do efeito fotoelétrico.
❌ E)Resulta da soma da energia do fóton com a função trabalho: 4,0 + 2,5 = 6,5 eV. No efeito fotoelétrico, a função trabalho é uma parcela que consome energia, portanto deve ser subtraída.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a relação entre frequência, energia do fóton e trabalho de saída.
Em um laboratório escolar, estudantes investigam a difração da luz usando um laser vermelho e uma fenda estreita. Ao atingir uma tela, a luz forma regiões claras e escuras. Para uma fenda de largura a, as posições das regiões escuras podem ser aproximadas por y_m = m?L/a, em que ? é o comprimento de onda da luz, L é a distância entre a fenda e a tela e m é um número inteiro. Assim, a distância entre regiões escuras consecutivas, nessa aproximação, é ?y = ?L/a.
No experimento, a fenda tem largura de 0,5 mm, a tela está a 2,0 m da fenda e o laser emite luz de comprimento de onda igual a 500 nm. Considerando a relação apresentada no texto-base, qual é a distância aproximada entre regiões escuras consecutivas observadas na tela?
A) 0,3 cm
B) 0,2 cm
C) 0,4 cm
D) 0,1 cm
E) 0,5 cm
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
interferência de luz
💡 Dica de resolução
Utilize a fórmula de interferência para calcular a distância entre as franjas.
✅ Resposta correta: B
A distância entre regiões escuras consecutivas é Δy = λL/a. Convertendo as unidades: λ = 500 nm = 5,0 × 10⁻⁷ m e a = 0,5 mm = 5,0 × 10⁻⁴ m. Portanto, Δy = (5,0 × 10⁻⁷ × 2,0)/(5,0 × 10⁻⁴) = 2,0 × 10⁻³ m. Como 1 m = 100 cm, 2,0 × 10⁻³ m = 0,2 cm.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)Resulta da conversão incorreta de 500 nm para metros, adotando um valor de comprimento de onda três vezes maior que o fornecido.
❌ C)Resulta da conversão incorreta da largura da fenda, usando 0,25 mm no denominador da expressão.
❌ D)Resulta da utilização de metade da distância calculada, como se a separação entre regiões escuras consecutivas correspondesse apenas à distância entre uma região escura e o centro do padrão.
❌ E)Resulta da combinação de conversões inadequadas para o comprimento de onda e para a largura da fenda, produzindo uma razão numérica cinco vezes maior que a correta.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a fórmula da interferência em fendas e o conceito de comprimento de onda.
Em uma atividade de laboratório, estudantes analisam o efeito fotoelétrico em uma placa metálica. Sobre ela incide luz monocromática de frequência 5,0 × 10¹4 Hz. O material possui função trabalho de 3,2 eV, mas essa grandeza está relacionada à energia mínima para retirar elétrons do metal. Para os cálculos, considere a constante de Planck h = 4,14 × 10?¹5 eV·s.
Com base nas informações do experimento, qual é a energia de cada fóton da radiação incidente?
A) 3,20 eV
B) 2,07 eV
C) 0,80 eV
D) 2,07 × 10¹⁴ eV
E) 20,70 eV
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
efeito fotoelétrico
💡 Dica de resolução
Calcule a energia dos fótons usando a relação E = hf.
✅ Resposta correta: B
A energia de um fóton é dada por E = h · f. Substituindo os valores fornecidos, obtém-se E = (4,14 × 10⁻¹⁵ eV·s)(5,0 × 10¹⁴ s⁻¹) = 20,7 × 10⁻¹ eV = 2,07 eV. A função trabalho não deve ser subtraída, pois o comando solicita a energia do fóton, e não a energia cinética máxima dos elétrons emitidos.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)Confunde a função trabalho do metal com a energia de cada fóton incidente. A função trabalho é a energia mínima necessária para retirar um elétron, não a energia determinada pela frequência da radiação.
❌ C)Subtrai a função trabalho da energia do fóton, procedimento que corresponderia à energia cinética máxima do elétron emitido, e ainda usa uma aproximação inadequada para a energia calculada. O comando, porém, solicita a energia do fóton.
❌ D)Aplica a relação E = h · f, mas mantém indevidamente a unidade ou a potência associada à frequência na unidade final, sem realizar corretamente a conversão algébrica das potências de dez.
❌ E)Multiplica corretamente os coeficientes, mas combina de forma incorreta as potências de dez, ignorando o fator 10⁻¹ resultante de 10⁻¹⁵ · 10¹⁴.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a relação entre frequência e energia dos fótons.
Em um projeto de modernização da iluminação pública de uma cidade brasileira, foram instaladas lâmpadas LED que emitem luz predominantemente azul. Para analisar a energia transportada por essa radiação, considere um fóton com comprimento de onda igual a 450 nm. Use a constante de Planck h = 6,63 × 10?³4 J·s, a velocidade da luz no vácuo c = 3,00 × 108 m/s e a relação E = h·c/?, em que ? deve ser expressa em metros.
Com base no texto, qual é aproximadamente a energia de um fóton da luz azul emitida pela lâmpada LED?
A) 2,21 × 10⁻¹⁹ J
B) 4,42 × 10⁻²⁸ J
C) 4,42 × 10⁻¹⁹ J
D) 4,42 × 10⁻¹⁸ J
E) 1,99 × 10⁻²⁵ J
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
energia de fóton
💡 Dica de resolução
Utilize a fórmula E = h·c/? para calcular a energia do fóton.
✅ Resposta correta: C
Primeiro, converte-se o comprimento de onda: 450 nm = 450 × 10⁻⁹ m = 4,50 × 10⁻⁷ m. Aplicando a relação E = h·c/λ, obtém-se E = (6,63 × 10⁻³⁴ · 3,00 × 10⁸)/(4,50 × 10⁻⁷) ≈ 4,42 × 10⁻¹⁹ J.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)Esse valor resulta de introduzir indevidamente um fator 2 no denominador, como se a expressão fosse E = h·c/(2λ). A relação fornecida no texto não contém esse fator.
❌ B)Esse valor é obtido ao usar 450 diretamente na fórmula, sem converter o comprimento de onda de nanômetros para metros.
❌ D)Esse resultado decorre de converter incorretamente 450 nm como 4,50 × 10⁻⁸ m, em vez de 4,50 × 10⁻⁷ m, deslocando o expoente em uma ordem de grandeza.
❌ E)Esse resultado corresponde apenas ao produto h·c, sem realizar a divisão pelo comprimento de onda. Pela relação fornecida, a divisão por λ é indispensável.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a relação entre comprimento de onda e energia de fótons.
Em um experimento de efeito fotoelétrico realizado para investigar sensores de luz usados em sistemas de iluminação pública, uma superfície metálica apresenta função trabalho de 2,00 eV. Sobre essa superfície incide luz monocromática de comprimento de onda 500 nm. Para os cálculos, considere h·c = 1240 eV·nm e despreze perdas de energia no sistema.
Com base nos dados do experimento, calcule a energia de cada fóton incidente e determine se haverá ejeção de elétrons, indicando, em caso afirmativo, a energia cinética máxima dos elétrons emitidos.
A) A energia de cada fóton é 2,48 eV; como esse valor é menor que a função trabalho de 2,00 eV, não haverá ejeção de elétrons.
B) A energia de cada fóton é 2,00 eV; como esse valor iguala a função trabalho, haverá ejeção de elétrons sem energia cinética.
C) A energia de cada fóton é 4,96 eV; como esse valor supera a função trabalho de 2,00 eV, haverá ejeção de elétrons com energia cinética de 2,96 eV.
D) A energia de cada fóton é 2,48 eV; como esse valor supera a função trabalho de 2,00 eV, haverá ejeção de elétrons, com energia cinética máxima de 0,48 eV.
E) A energia de cada fóton é 0,48 eV; como esse valor é menor que a função trabalho de 2,00 eV, não haverá ejeção de elétrons.
📖 Análise pedagógica e resolução comentada
🎯 Conceito central
energia dos fótons
💡 Dica de resolução
Calcule a energia dos fótons usando a relação E = hc/λ.
✅ Resposta correta: D
A energia do fóton é calculada por E = h·c/λ. Assim, E = 1240/500 = 2,48 eV. Pela equação do efeito fotoelétrico, a energia cinética máxima é K = E − φ = 2,48 − 2,00 = 0,48 eV. Como a energia do fóton é maior que a função trabalho, os elétrons são ejetados.
Por que as outras alternativas estão erradas:
❌ A)O cálculo da energia do fóton está correto, mas a comparação entre 2,48 eV e 2,00 eV foi invertida.
❌ B)Ocorre a identificação indevida da energia do fóton com a função trabalho, ignorando o cálculo E = h·c/λ.
❌ C)O valor da energia foi dobrado sem justificativa, provavelmente por erro algébrico ou por uso indevido do comprimento de onda.
❌ E)O valor 0,48 eV corresponde à diferença entre a energia correta do fóton e a função trabalho, isto é, à energia cinética máxima, e não à energia do fóton.
📚 Reveja antes de resolver
Revisar a relação entre comprimento de onda e energia dos fótons.
As questões desta página desenvolvem as seguintes habilidades da Base Nacional Comum Curricular:
EM13CNT101Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
EM13CNT103Utilizar 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.
EM13CNT204Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
EM13CNT302Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
🔓 Este tema vira muito mais que 6 questões
Você viu 6 questões com análise pedagógica. Com o GeraProva, Física Quântica (Efeito Fotoelétrico, Dualidade) vira, em segundos:
Prova completa com as 66 questões + gabarito e folha de respostas
Análise pedagógica da prova inteira (Bloom, dificuldade, cobertura BNCC)
Atividade e plano de aula prontos sobre o tema
Salvar suas questões favoritas e reusar quando quiser
Todas as questões foram geradas e revisadas pelo pipeline de IA do GeraProva
e vinculadas à habilidade BNCC correspondente.
Para gerar provas completas, atividades e planos de aula personalizados,
veja os planos do GeraProva.
Perguntas frequentes
Posso usar estas questões com meus alunos?
Sim, você pode imprimir, adaptar ou incluir em suas provas livremente. As questões são de uso educacional gratuito para professores.
Como gerar uma prova completa com estas questões?
Crie uma conta grátis no GeraProva, escolha a matéria e o assunto, e em menos de 1 minuto você recebe a prova pronta com gabarito e folha de respostas.
As questões estão alinhadas à BNCC?
Sim. Todas as questões são classificadas pelo pipeline de IA do GeraProva e vinculadas à habilidade BNCC correspondente ao assunto e série.
Quantas questões vocês têm deste tópico?
Temos 66 questões de Física Quântica (Efeito Fotoelétrico, Dualidade) em ENEM. Cadastre-se grátis para acessar todas.
Todas as 66 questões de Física Quântica (Efeito Fotoelétrico, Dualidade) com resolução
