UFRGS 2011 — questão 22 de Física

Enunciado em texto
Instrução: As questões 21 e 22 estão relacionadas ao enunciado abaixo.
A nanotecnologia, tão presente nos nossos dias, disseminou o uso do prefixo nano (n) junto a unidades de medida. Assim, comprimentos de onda da luz visível são, modernamente, expressos em nanômetros (nm), sendo 1 nm = m.
(Considere a velocidade da luz no ar igual a m/s.)
Cerca de 60 fótons devem atingir a córnea para que o olho humano perceba um flash de luz, e aproximadamente metade deles são absorvidos ou refletidos pelo meio ocular. Em média, apenas 5 dos fótons restantes são realmente absorvidos pelos fotorreceptores (bastonetes) na retina, sendo os responsáveis pela percepção luminosa.
(Considere a constante de Planck h igual a J.s.)
Com base nessas informações, é correto afirmar que, em média, a energia absorvida pelos fotorreceptores quando luz verde com comprimento de onda igual a 500 nm atinge o olho humano é igual a
(A) J.
(B) J.
(C) J.
(D) J.
(E) J.
(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2011, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: a energia total que os fotorreceptores absorvem: a de 5 fótons de luz verde.
Passo 1 — a energia de um fóton. Pela relação de Planck, , e como :
Passo 2 — quantos fótons contam. Dos 60 que chegam à córnea, só 5 são absorvidos pelos bastonetes. Então a energia absorvida por eles é:
⚠️ A armadilha: parar na energia de um fóton, J, que é a alternativa D. A pergunta é sobre a energia absorvida pelos fotorreceptores, que recebem 5 fótons.
A ideia em uma frase: cada fóton carrega E = hc/λ; a energia absorvida é essa energia vezes o número de fótons que de fato chegam aos bastonetes.
Resposta: alternativa E ( J).
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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