UFSC 2023 (Vagas Remanescentes) — questão 35 de Física
Enunciado em texto
No mesmo o curso, os amigos discutiram sobre uma técnica de investigação das superfícies de obras de arte, a fotografia por fluorescência ultravioleta (UFV). Para a obtenção das imagens, são utilizadas lâmpadas que emitem radiação UV (280 nm – 399 nm), mas a detecção da radiação pela máquina fotográfica ocorre na região do visível (400 nm – 700 nm). O esquema para a obtenção das imagens pode ser observado abaixo.
[Figura: duas lâmpadas iluminam com radiação UV uma “(Amostra)” à direita; da amostra saem, para a esquerda, luz “Visível” e “UV”; um “(Filtro)” no meio do caminho deixa passar só a luz visível até a “(Câmera fotográfica)”, à esquerda.]
O fenômeno da fluorescência consiste na absorção, por um material, de uma dada frequência da onda e, a partir desse estímulo, ocorre a emissão em uma frequência diferente (neste caso, luz visível). Com base nos conhecimentos de Física, os amigos fizeram algumas afirmações sobre o processo. Identifique as corretas.
(01) A radiação emitida pelas fontes UV e pela amostra pode ser considerada como formada por fótons, cuja energia pode ser determinada a partir da relação .
(02) A fluorescência de um material é um processo que ocorre a altas temperaturas.
(04) A energia da radiação incidente é menor que a da radiação emitida por fluorescência.
(08) Como uma parcela da radiação incidente é refletida pela amostra, a intensidade da radiação emitida por fluorescência é menor.
(16) O processo de fluorescência não é explicado pela Física quântica.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo de Vagas Remanescentes UFSC 2023 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações sobre a fluorescência: absorção de UV e emissão de luz visível.
(01) Verdadeira. Toda radiação eletromagnética, UV ou visível, é formada por fótons de energia (formulário da prova).
(02) Falsa. A fluorescência é uma luminescência “fria”: ocorre à temperatura ambiente, por excitação eletrônica pela radiação absorvida. Brilho por alta temperatura é incandescência.
(04) Falsa. É o contrário. O UV tem comprimento de onda menor (frequência maior) que o visível; como , cada fóton incidente tem mais energia que cada fóton emitido. Parte da energia absorvida se perde (como calor) antes da emissão.
(08) Verdadeira. Nem toda a radiação incidente é absorvida: uma parte é refletida (é o UV que o filtro barra no esquema). Com menos energia absorvida — e com perdas no próprio processo —, a radiação emitida por fluorescência é menos intensa que a incidente.
(16) Falsa. A fluorescência só se explica pela física quântica: o átomo ou a molécula absorve um fóton, passa a um estado excitado (níveis de energia quantizados), perde parte da energia e volta a um nível mais baixo emitindo um fóton de energia menor.
⚠️ A armadilha: a (04), achar que a amostra “devolve mais” do que recebe. A luz emitida é de frequência menor (visível), portanto de menor energia por fóton.
A ideia em uma frase: na fluorescência, um fóton de alta energia (UV) é absorvido e um de energia menor (visível) é emitido — um processo quântico, que não exige alta temperatura.
Resposta: soma 09 (01 + 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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