UFJF 2022 (PISM, Módulo III) — questão 4 de Física
Enunciado em texto
No nosso cotidiano as ondas eletromagnéticas estão por toda parte: ondas devido às transmissões de rádio, TV e também pelo sistema de telefonia celular. Esses são apenas alguns exemplos das diversas aplicações usando ondas eletromagnéticas. Temos também as radiações visíveis como a luz proveniente do Sol, de lâmpadas e telas LCD.
Qual das seguintes alternativas é a CORRETA?
A) Ondas eletromagnéticas são capazes de transportar cargas eletromagnéticas.
B) O comprimento de uma onda eletromagnética não depende do meio.
C) Somente no vácuo podemos usar a relação , onde é a velocidade da onda, é a frequência e é o comprimento de onda.
D) A frequência das ondas eletromagnéticas depende do meio no qual se propagam.
E) O arco-íris é a dispersão da luz branca que é causada pela diferença de velocidade de ondas de frequências diferentes no mesmo meio.
(Enunciado: PISM 2022 (UFJF), Módulo III, 2º dia — Universidade Federal de Juiz de Fora (COPESE).)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e à sua Coordenação Geral de Processos Seletivos (COPESE).
Resolução comentada
O que a questão pede: a única afirmação correta sobre ondas eletromagnéticas.
Passo 1 — alternativa A. Uma onda transporta energia (e momento), não matéria nem carga. A onda eletromagnética é a oscilação dos campos elétrico e magnético; ela não leva cargas consigo. Falsa.
Passo 2 — alternativas B, C e D, juntas. A relação fundamental vale para qualquer onda, em qualquer meio:
Quando a luz passa de um meio para outro, a frequência é imposta pela fonte e não muda; a velocidade muda (num meio de índice , ), e então o comprimento de onda muda junto. Logo: B é falsa (o comprimento de onda depende do meio), C é falsa (a relação não vale só no vácuo) e D é falsa (a frequência não depende do meio).
Passo 3 — alternativa E. Num meio material como a água das gotas de chuva, o índice de refração depende um pouco da frequência: o violeta anda mais devagar que o vermelho, refrata mais e se separa dele. É a dispersão, que espalha a luz branca nas cores do arco-íris. Verdadeira.
⚠️ A armadilha: a alternativa D. Como a velocidade e o comprimento de onda mudam de um meio para outro, é tentador achar que a frequência também muda. Não muda: a cor da luz (a frequência) é a mesma no ar e na água.
A ideia em uma frase: ao mudar de meio, a frequência da onda fica e a velocidade e o comprimento de onda mudam; como a velocidade depende da frequência, as cores se separam e surge o arco-íris.
Resposta: alternativa E (a dispersão vem da diferença de velocidade das diferentes frequências no mesmo meio).
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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