UEL 2020 — questão 16 de Física
Enunciado em texto
Leia o texto a seguir.
No museu do Amanhã, a exposição “Cosmos” faz uma abordagem científica, associando a composição atômica humana à composição de parte de uma estrela, contribuindo para o entendimento de como se comporta a matéria do ponto de vista atômico e subatômico.
[Foto: visitantes debruçados numa grade, olhando para uma grande cúpula onde é projetada uma imagem que lembra a superfície de uma estrela.]
museudoamanha.org.br
Com base nos conhecimentos sobre Física Moderna, considere as afirmativas a seguir.
I. No efeito fotoelétrico, uma luz monocromática que incide na superfície de um metal, cuja energia seja hf = função trabalho (), arranca elétrons se, e somente se, a soma das energias cinética e da função trabalho forem iguais a hf.
II. No átomo de hidrogênio, os níveis de energia são indicados por n, onde a energia calculada para cada nível é dada por .
III. Max Planck considerou que os átomos que constituem um corpo aquecido se comportam como osciladores anarmônicos, que têm suas energias distribuídas de forma contínua, independentemente da temperatura do corpo.
IV. Na teoria da relatividade especial, as Leis Físicas são as mesmas para quaisquer observadores em qualquer movimento, e a velocidade da luz no vácuo possui valores específicos para observadores em diferentes referenciais.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e II são corretas.
b) Somente as afirmativas I e IV são corretas.
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.
d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
(Enunciado e figura: Vestibular UEL 2020, 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: julgar quatro afirmações de Física Moderna.
Afirmativa I — verdadeira (é a equação de Einstein). No efeito fotoelétrico, cada fóton entrega toda a sua energia hf a um elétron. Parte dela (a função trabalho Ω) é gasta para arrancar o elétron do metal; o resto vira energia cinética:
A redação é truncada (a condição para haver emissão é ; se exatamente, o elétron sai com energia cinética zero), mas o que ela afirma é esse balanço de energia, e a banca a considerou correta.
Afirmativa II — verdadeira. No modelo de Bohr, a energia do nível n do hidrogênio é
Em joules: J. É exatamente a expressão da afirmativa.
Afirmativa III — falsa. A ideia revolucionária de Planck (1900) foi justamente a oposta: os osciladores do corpo aquecido só podem ter energias discretas (quantizadas), múltiplas de hf — e não distribuídas de forma contínua. E a distribuição de energia depende da temperatura (é o que muda a cor de um corpo aquecido). Os osciladores do modelo eram harmônicos, não “anarmônicos”.
Afirmativa IV — falsa, nas duas partes. Os postulados de Einstein valem para referenciais inerciais (sem aceleração), não para “qualquer movimento”; e a velocidade da luz no vácuo é a mesma (c) para todos esses observadores, não “valores específicos” para cada um.
Conclusão: só I e II são corretas.
Conferindo: III e IV são claramente falsas. Entre as alternativas sem III e IV, só existe a (A). Mesmo quem desconfiasse da redação da I, ficando só com a II, não teria outra opção.
⚠️ A armadilha: a IV soa familiar (“as leis da Física são as mesmas para todos”) e engana pela primeira metade. Leia até o fim: dizer que a luz tem valores diferentes para cada referencial nega o postulado mais famoso da relatividade.
A ideia em uma frase: fotoelétrico: hf = Ec + Ω; Bohr: Eₙ = −13,6 eV/n²; Planck: energia quantizada; relatividade: c é a mesma para todo referencial inercial.
Resposta: alternativa A (somente I e II).
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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