Simulado FUVEST 2026 — questão 58 de Física

Gabarito DFísica moderna — energia do fóton ( E=hf )Simulado 1ª fase · Caderno S1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 58 de Física do Simulado FUVEST 2026

Enunciado em texto

Nas últimas décadas, diferentes descobertas na área da tecnologia médica têm permitido diagnósticos mais precisos para muitas doenças. Muitos deles são obtidos em exames radiológicos e se baseiam nas interações entre as células do corpo humano e a radiação, por meio de colisões entre elétrons e fótons de raios-X. A frequência dos fótons após a colisão é diferente daquela antes da colisão.

Um fóton de frequência f transporta energia dada por hf, sendo h a constante de Planck. Considere que a frequência de um fóton de raios-X varia de 5×10¹⁶ s⁻¹ para 2,5×10¹⁶ s⁻¹ devido à colisão com um elétron e que a energia perdida pelo fóton é totalmente transferida para o elétron.

Nessas condições, a variação da energia do elétron devido à colisão é

(A) −4,5×10ꟷ¹⁷J

(B) −1,5×10ꟷ¹⁷J

(C) 0 J

(D) 1,5×10ꟷ¹⁷J

(E) 4,5×10ꟷ¹⁷J Note e adote: Constante de Planck: ℎ≅ 6×10ꟷ³⁴ J⋅s

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 variação da energia do elétron depois que ele colide com o fóton de raios-X.

A energia de um fóton é E=h fE=h\,f. Como a frequência do fóton cai (de 5×10165\times10^{16} para 2,5×1016 Hz2{,}5\times10^{16}\ \text{Hz}), o fóton perde energia.

Energia perdida pelo fóton: ΔE=h(fi−ff)=6×10−34 (5×1016−2,5×1016)=6×10−34⋅2,5×1016=1,5×10−17 J\Delta E=h(f_i-f_f)=6\times10^{-34}\,(5\times10^{16}-2{,}5\times10^{16})=6\times10^{-34}\cdot 2{,}5\times10^{16}=1{,}5\times10^{-17}\ \text{J}.

O enunciado diz que toda essa energia vai para o elétron. Então o elétron ganha essa energia: a variação é positiva, +1,5×10−17 J+1{,}5\times10^{-17}\ \text{J}.

Resposta: alternativa D.

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