UFJF 2023 (PISM, Módulo III) — questão 2 de Física
Enunciado em texto
A luz visível compreende apenas uma pequena parte de todo o espectro eletromagnético. O olho humano é sensível aos comprimentos de onda, que variam de 400 nm a 700 nm, chamado de espectro visível. Com relação às ondas eletromagnéticas e ao espectro visível, avalie as seguintes afirmativas.
I) As ondas eletromagnéticas necessitam de um meio para se propagarem.
II) Radiações na faixa do infravermelho apresentam frequência de oscilação maior quando comparadas à luz visível.
III) Radiações na região do ultravioleta apresentam energias maiores que a luz visível.
IV) A luz visível, sendo uma onda eletromagnética, não necessita de um meio para se propagar.
v) A velocidade de propagação da luz depende do meio em que ela se propaga.
Assinale a alternativa que corresponde aos itens CORRETOS:
A) I, III e V
B) III, IV e II
C) III, IV e V
D) I, IV e V
E) I, II e III
(Enunciado: PISM 2023 (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: julgar cinco afirmações sobre ondas eletromagnéticas e o espectro, e escolher o grupo das corretas.
Passo 1 — afirmação I. As ondas eletromagnéticas são oscilações de campos elétrico e magnético que se sustentam mutuamente; não precisam de meio material. É assim que a luz do Sol chega até nós atravessando o vácuo do espaço. Incorreta.
Passo 2 — afirmação II. Todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade no vácuo, . O infravermelho tem comprimento de onda maior que o visível (fica além do vermelho, acima de 700 nm), então sua frequência é menor. Incorreta.
Passo 3 — afirmação III. A energia de cada fóton é . O ultravioleta tem frequência maior que a do visível (fica além do violeta), logo seus fótons têm energia maior. É por isso que o UV queima a pele e o visível não. Correta.
Passo 4 — afirmação IV. É a afirmação I corrigida: a luz, como toda onda eletromagnética, se propaga no vácuo. Correta.
Passo 5 — afirmação V. A velocidade da luz num meio é , onde é o índice de refração: no ar é praticamente , na água cerca de , no vidro cerca de . Depende do meio. Correta.
Conferindo: corretas III, IV e V: alternativa C.
⚠️ A armadilha: a afirmação II. A palavra “infra” (abaixo) se refere à frequência, que fica abaixo da do vermelho; quem pensa no comprimento de onda, que é maior, acaba invertendo. Ultra-violeta: frequência acima da do violeta.
A ideia em uma frase: ondas eletromagnéticas não precisam de meio; no espectro, a frequência e a energia do fóton crescem do infravermelho para o ultravioleta; e a velocidade da luz depende do meio.
Resposta: alternativa C (III, IV e V).
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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