UFRGS 2014 — questão 24 de Física
Enunciado em texto
No texto abaixo, Richard Feynman, Prêmio Nobel de Física de 1965, ilustra os conhecimentos sobre a luz no início do século XX.
“Naquela época, a luz era uma onda nas segundas, quartas e sextas-feiras, e um conjunto de partículas nas terças, quintas e sábados. Sobrava o domingo para refletir sobre a questão!”
Fonte: QED-The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press, 1985.
Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo.
( ) As “partículas” que Feynman menciona são os fótons.
( ) A grandeza característica da onda que permite calcular a energia dessas “partículas” é sua frequência , através da relação .
( ) Uma experiência que coloca em evidência o comportamento ondulatório da luz é o efeito fotoelétrico.
( ) O caráter corpuscular da luz é evidenciado por experiências de interferência e de difração.
A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é
(A) F – V – F – F.
(B) F – F – V – V.
(C) V – V – F – V.
(D) V – F – V – F.
(E) V – V – F – F.
(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2014, 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: julgar quatro afirmações sobre a dupla natureza da luz.
1ª — Verdadeira. As “partículas” de luz são os fótons, os pacotes de energia propostos por Einstein em 1905.
2ª — Verdadeira. A energia de cada fóton é dada pela relação de Planck-Einstein, com a frequência da onda e a constante de Planck h:
3ª — Falsa. O efeito fotoelétrico é a prova clássica do comportamento de partícula: a luz arranca elétrons de um metal em pacotes de energia , e isso depende da frequência, não da intensidade. A teoria ondulatória não explica isso.
4ª — Falsa. Interferência e difração são fenômenos típicos de ondas (como a experiência de fenda dupla de Young). Elas evidenciam o caráter ondulatório, não o corpuscular.
Sequência: V – V – F – F.
⚠️ A armadilha: inverter as experiências nas duas últimas (alternativa B, F – F – V – V, ou as que misturam). Grave: fotoelétrico é partícula; interferência e difração são onda.
A ideia em uma frase: a luz se comporta como onda na interferência e na difração, e como partícula (fóton de energia hν) no efeito fotoelétrico.
Resposta: alternativa E (V – V – F – F).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.