UEMG 2022 — questão 14 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o nome do efeito em que a frequência percebida muda por causa do movimento relativo entre fonte e observador.

Passo 1 — o efeito. Quando a fonte e o observador se aproximam, o observador recebe mais frentes de onda por segundo e percebe uma frequência maior (som mais agudo); quando se afastam, percebe uma frequência menor (som mais grave). É o que se ouve quando uma ambulância passa com a sirene ligada. Esse é o efeito Doppler, descrito por Christian Doppler (1842); Hippolyte Fizeau estendeu a ideia à luz, por isso o nome Doppler-Fizeau.

Para o som, com fonte e observador em movimento ao longo da mesma reta, a frequência percebida é:

$$f_{\text{obs}} = f\cdot\frac{v \pm v_o}{v \mp v_f}$$

com os sinais de cima na aproximação. Na luz, o mesmo efeito aparece como o “desvio para o vermelho” das galáxias que se afastam.

Por que não as outras: Bose-Einstein dá nome a uma estatística quântica e ao condensado de Bose-Einstein (um estado da matéria a temperaturas próximas do zero absoluto). O efeito Casimir é uma força de atração entre placas metálicas muito próximas no vácuo, de origem quântica. Bremsstrahlung (“radiação de frenagem”, em alemão) é a radiação emitida por uma carga elétrica ao ser desacelerada, como os raios X produzidos num tubo de raios X.

⚠️ A armadilha: confundir os nomes de efeitos de física moderna, que soam parecidos para quem só os viu de passagem. A pista é a palavra “movimento relativo de aproximação ou afastamento”: isso é Doppler.

A ideia em uma frase: fonte e observador se aproximando, frequência percebida maior; se afastando, menor: é o efeito Doppler-Fizeau.

Resposta: alternativa D (Doppler-Fizeau).