PUC-RS 2020 — questão 37 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a razão entre as energias de um fóton de cada feixe, sabendo que $\lambda_{II} = 4\,\lambda_I$.

Passo 1 — energia do fóton. Pela relação de Planck, com $f = c/\lambda$:

$$E = h\,f = \frac{h\,c}{\lambda}$$

A energia é inversamente proporcional ao comprimento de onda.

Passo 2 — a razão:

$$\frac{E_2}{E_1} = \frac{\lambda_I}{\lambda_{II}} = \frac{\lambda_I}{4\,\lambda_I} = \frac{1}{4}$$

⚠️ A armadilha: achar que energia cresce com o comprimento de onda e marcar 4 (alternativa C). Comprimento de onda maior é frequência menor, e fóton de frequência menor tem menos energia.

A ideia em uma frase: a energia do fóton é hc/λ: comprimento de onda 4 vezes maior, energia 4 vezes menor.

Resposta: alternativa B (1/4).