UEM 2018 (Verão) — questão 34 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: relacionar a função seno com a descrição de uma onda eletromagnética.

(01) Verdadeira. São campos elétrico e magnético que se sustentam mutuamente; propagam-se no vácuo (é assim que a luz do Sol chega até nós).

(02) Verdadeira. Na função $\text{sen}(kx)$, com $x$ a posição, o período espacial é $\frac{2\pi}{k}$: a distância depois da qual o padrão se repete, que é o comprimento de onda $\lambda$.

(04) Falsa. A primeira parte está certa (a energia do fóton depende de $\lambda$), mas a relação é inversa:

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

Período (comprimento de onda) maior significa energia menor.

(08) Verdadeira. Luz monocromática tem uma só frequência: uma senoide. Luz policromática é a superposição de muitas frequências, isto é, a soma de várias senoides de períodos diferentes (é o que o prisma separa).

(16) Falsa. A função seno, de $\mathbb{R}$ em $\mathbb{R}$, não é sobrejetiva (só assume valores entre −1 e 1) nem injetiva (repete valores a cada período). E a radiação eletromagnética é absorvida pela matéria e lhe transfere energia (aquecimento, fotossíntese, efeito fotoelétrico).

⚠️ A armadilha: a (04). Comprimento de onda e energia andam em sentidos opostos: o violeta (λ menor) tem fótons mais energéticos que o vermelho.

A ideia em uma frase: o período da senoide no espaço é o comprimento de onda, e a energia do fóton é inversamente proporcional a ele.

Resposta: soma 11 (01 + 02 + 08).