PUC-RS Verão 2012
De acordo com a quantização da energia de Planck, sabe-se que a energia de um fóton é E = hf onde h é a constante de Planck e f é a frequência da radiação
Considerando os fótons de radiação eletromagnética a seguir, numere os parênteses em ordem crescente de sua energia, sendo 1 o de menor energia e 5 o de maior energia.
( ) luz azul
( ) luz vermelha
( ) raios gama
( ) radiação ultravioleta
( ) radiação infravermelha
A correta numeração dos parênteses, de cima para baixo, é
1 – 2 – 3 – 4 – 5
2 – 1 – 4 – 3 – 5
3 – 2 – 5 – 4 – 1
4 – 3 – 5 – 2 – 1
5 – 2 – 1 – 4 – 3
Resolução
Para ordenar os fótons segundo sua energia basta lembrar que, pela relação de Planck, \(E = hf\), a energia é diretamente proporcional à frequência f. Logo, quanto maior a frequência (ou, equivalentemente, quanto menor o comprimento de onda), maior a energia do fóton.
Na faixa do espectro eletromagnético relevante para o exercício temos, da menor para a maior frequência:
- infravermelho (IR)
- luz visível vermelha (mais baixa dentro do visível)
- luz visível azul (mais alta dentro do visível)
- ultravioleta (UV)
- raios gama (γ)
Atribuindo as numerações pedidas (1 = menor energia, 5 = maior energia) obtemos:
- radiação infravermelha → 1
- luz vermelha → 2
- luz azul → 3
- radiação ultravioleta → 4
- raios gama → 5
Agora transferimos esses números para a ordem em que as radiações aparecem no enunciado:
- luz azul → 3
- luz vermelha → 2
- raios gama → 5
- radiação ultravioleta → 4
- radiação infravermelha → 1
Sequência final (de cima para baixo): 3 – 2 – 5 – 4 – 1.
Alternativa correta: C.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Quantização da energia (Planck): a energia de um fóton é dada por \(E = hf\), onde h é a constante de Planck e f a frequência.
- Espectro eletromagnético: ordenado, do menor para o maior valor de frequência/energia, em (parte) de interesse: infravermelho < visível (vermelho → azul) < ultravioleta < raios X < raios gama.
- Relação comprimento-de-onda × frequência: \(c = \lambda f\). Menor \(\lambda\) implica maior f e, consequentemente, maior energia.
