UEL 2011 — questão 51 de Física
Enunciado em texto
A cronometragem precisa das provas de atletismo envolve vários equipamentos, entre eles, a associação de emissores e sensores de radiação.
De acordo com os conhecimentos de física moderna relacionados com emissores e sensores de radiação, assinale a alternativa correta.
a) Para fins práticos, o sensor detecta instantaneamente o bloqueio da radiação devido à elevada velocidade da luz com relação à do atleta.
b) Os sensores interagem com a radiação por meio do efeito piezoelétrico.
c) Os lasers, utilizados como emissores, caracterizam-se pela absorção simulada da radiação.
d) A intensidade de radiação emitida por um emissor laser é diretamente proporcional à distância que o separa do sensor.
e) A radiação de um emissor laser será detectada se sua energia for metade da energia de excitação do sensor.
(Enunciado: Vestibular UEL 2011, 1ª fase — COPS/UEL.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Londrina (UEL) e à sua Coordenadoria de Processos Seletivos (COPS/UEL).
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre o par emissor de luz (laser) e sensor usado para cronometrar a chegada.
Passo 1 — a velocidade da luz contra a do atleta. A luz anda a m/s; um velocista, a cerca de 10 m/s. Se o emissor estiver a 10 m do sensor, a luz leva
Isso é milhões de vezes menor que o milésimo de segundo da cronometragem. Na prática, quando o atleta corta o feixe, o sensor “percebe” na hora. A alternativa A está correta.
Por que não as outras:
• (B) Sensores de luz funcionam pelo efeito fotoelétrico (a luz arranca ou libera elétrons e gera corrente). O efeito piezoelétrico é outra coisa: pressão mecânica gerando tensão elétrica.
• (C) “Laser” é a sigla, em inglês, de amplificação da luz por emissão estimulada de radiação. O laser se caracteriza por emitir, não por absorver.
• (D) A intensidade que chega ao sensor não aumenta com a distância. No máximo, se o feixe abrir um pouco, ela diminui.
• (E) Um fóton só excita o sensor se tiver energia pelo menos igual à energia de excitação. Com a metade, nada acontece, por mais intensa que seja a luz: é a lição do efeito fotoelétrico.
⚠️ A armadilha: a (C), que soa familiar porque lembra o nome “emissão estimulada”. Mas ela troca emissão por absorção (e “estimulada” por “simulada”).
A ideia em uma frase: a luz é tão mais rápida que o atleta que o atraso do feixe não conta; o sensor responde por efeito fotoelétrico, e o laser funciona por emissão estimulada.
Resposta: alternativa A (a luz é tão rápida que a detecção é, na prática, instantânea).
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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