UEPG 2021 (Vocacionada) — questão 32 de Física
Enunciado em texto
Sobre as alternativas abaixo, assinale o que for correto.
(01) A teoria corpuscular falha em inúmeros pontos na explicação de fenômenos luminosos, tais como: polarização, difração e interferência. Já a teoria ondulatória da luz explica tais fenômenos e classifica a luz como uma onda eletromagnética e longitudinal.
(02) A sequência: raios X, infravermelho e ondas de rádio, está em ordem decrescente de energia de seus fótons.
(04) A força que mantém os prótons confinados no núcleo de um átomo é de origem eletrostática.
(08) No efeito fotoelétrico, a energia dos elétrons emitidos, devido à incidência de radiação eletromagnética sobre uma superfície metálica, não depende da intensidade da luz incidente, sendo proporcional à frequência da luz.
(16) Quando um raio de luz branca incide sobre um prisma óptico sob um certo ângulo, ele não somente sofre desvio como também é decomposto em radiações de cores diferentes, chamadas fundamentais. Os raios de luz vermelha sofrem menos desvio por terem frequência maior do que as das outras cores.
(Enunciado: Vestibular de Primavera 2021 UEPG — UEPG.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Coordenadoria de Processos de Seleção (CPS).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar cinco afirmações sobre a luz e o núcleo atômico.
(01) Falsa. A primeira parte está certa, mas a luz é uma onda eletromagnética transversal: os campos elétrico e magnético oscilam perpendicularmente à direção de propagação. É justamente por ser transversal que a luz pode ser polarizada.
(02) Verdadeira. A energia do fóton é . Em ordem de frequência: raios X (altíssima) > infravermelho > ondas de rádio (baixa). Logo a energia dos fótons decresce nessa sequência.
(04) Falsa. Entre prótons, a força eletrostática é de repulsão: sozinha, ela desmancharia o núcleo. O que mantém prótons e nêutrons juntos é a força nuclear forte, de curtíssimo alcance e muito mais intensa que a elétrica a essas distâncias.
(08) Verdadeira. Pela equação de Einstein, a energia cinética máxima dos elétrons emitidos é
em que é a função trabalho do metal. Ela depende só da frequência; aumentar a intensidade aumenta o número de elétrons emitidos, não a energia de cada um.
Atenção: a rigor, não é “proporcional” a (há o ): ela cresce linearmente com . O que é proporcional à frequência é a energia do fóton, . A afirmação usa “proporcional” no sentido de “cresce com a frequência”, e a ideia central (não depende da intensidade, depende da frequência) está correta; por isso a consideramos verdadeira.
(16) Falsa. A decomposição está certa, mas a justificativa está invertida: o vermelho é a cor de menor frequência do espectro visível. O índice de refração do vidro é menor para ele, e por isso o vermelho sofre o menor desvio (o violeta, de maior frequência, sofre o maior).
⚠️ A armadilha: a (04). Prótons têm todos carga positiva: a força elétrica entre eles os separa. Quem os segura é a força nuclear forte.
A ideia em uma frase: energia do fóton é h·f: quanto maior a frequência, mais energia — e é a frequência, não a intensidade, que decide a energia dos fotoelétrons.
Resposta: soma 10 (02 + 08).
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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