FUVEST 2011 — questão 16 de Física

Gabarito COndas eletromagnéticas — período, frequência e espectro eletromagnético1ª fase · Caderno V
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 16 de Física do FUVEST 2011

Enunciado em texto

Em um ponto fixo do espaço, o campo elétrico de uma radiação eletromagnética tem sempre a mesma direção e oscila no tempo, como mostra o gráfico abaixo, que representa sua projeção EE nessa direção fixa; EE é positivo ou negativo conforme o sentido do campo.

[Gráfico: E (vertical, com o zero marcado) em função do tempo (horizontal, em 10−1610^{-16} s, de 0 a 4, com marcas numeradas em 0, 2 e 4). A curva é uma senoide que começa num máximo em t = 0 e volta aos máximos em t = 1, 2, 3 e 4 (linhas pontilhadas verticais em 1, 2 e 3 passam pelos máximos); os mínimos ficam em 0,5; 1,5; 2,5 e 3,5. São 4 oscilações completas entre 0 e 4.]

Radiaçãof (Hz)
Rádio AM10610^{6}
TV (VHF)10810^{8}
micro-onda101010^{10}
infravermelha101210^{12}
visível101410^{14}
ultravioleta101610^{16}
raios X101810^{18}
raios γ\gamma102010^{20}

Consultando a tabela acima, que fornece os valores típicos de frequência ff para diferentes regiões do espectro eletromagnético, e analisando o gráfico de EE em função do tempo, é possível classificar essa radiação como

a) infravermelha.

b) visível.

c) ultravioleta.

d) raio X.

e) raio γ\gamma.

(Enunciado e figura: Vestibular FUVEST 2011, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.

Resolução comentada

O que a questão pede: a frequência da onda, lida no gráfico, e a faixa do espectro que corresponde a ela.

Passo 1 — o período. O período é o tempo de uma oscilação completa: de um máximo ao máximo seguinte. A curva começa num máximo em t = 0 e o próximo máximo está em t = 1 (sobre a linha pontilhada). Entre 0 e 4 cabem 4 oscilações:

T=4×10−164=1×10−16 sT = \frac{4 \times 10^{-16}}{4} = 1 \times 10^{-16}\ \text{s}

Passo 2 — a frequência:

f=1T=110−16=1016 Hzf = \frac{1}{T} = \frac{1}{10^{-16}} = 10^{16}\ \text{Hz}

Passo 3 — a tabela. 101610^{16} Hz é o valor típico da radiação ultravioleta.

⚠️ A armadilha: contar o período entre as marcas numeradas do eixo (0, 2, 4), achando T = 2 × 10⁻¹⁶ s. As marcas numeradas não são os máximos: os máximos estão nas linhas pontilhadas, de 1 em 1. Outro deslize é parar no período e procurar 10−1610^{-16} na tabela: é preciso inverter, f = 1/T.

A ideia em uma frase: leia o período de máximo a máximo, inverta para achar a frequência e procure a faixa no espectro.

Resposta: alternativa C (ultravioleta).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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