UFU 2011-2 — questão 18 de Física

Enunciado em texto
A figura abaixo representa um espectro eletromagnético que apresenta ondas de diferentes comprimentos. A compreensão de um espectro eletromagnético permite ao homem explorar diversos tipos de ondas, nas mais diferentes formas: nas transferências de informações, na saúde etc.
[Figura: escala vertical de “comprimento de onda”, crescendo de cima para baixo, com marcas a cada potência de 10: 10⁻⁶ nm, 10⁻⁵ nm, 10⁻⁴ nm, 10⁻³ nm, 10⁻² nm, 10⁻¹ nm, 1 nm, 10 nm, 100 nm, 10³ nm = 1 μm, 10 μm, 100 μm, 1000 μm = 1 mm, 10 mm = 1 cm, 10 cm, 100 cm = 1 m, 10 m, 100 m, 1000 m = 1 km, 10 km e 100 km. Ao lado, uma onda desenhada cujo comprimento de onda aumenta de cima para baixo. À direita, as faixas, de cima para baixo: raios gama (de 10⁻⁶ nm até cerca de 10⁻² nm), raios X (de cerca de 10⁻² nm a 10 nm), luz visível (faixa estreita entre 100 nm e 1 μm), radiação infravermelha (de cerca de 1 μm a 1 mm), micro-ondas (de cerca de 1 mm a 10 cm) e ondas de rádio (de cerca de 10 cm a 100 km).]
Adaptado de: COMINS; KAUFAMANN. Descobrindo o universo. Porto Alegre: Bookman, 2010. p. 96.
A partir do espectro eletromagnético, é correto afirmar que
A) o infravermelho, visível ao olho humano, só é percebido no escuro, por possuir tons avermelhados.
B) as ondas de rádio não são visíveis ao olho humano e possuem velocidade baixa quando comparada à velocidade da luz visível.
C) os raios gama são invisíveis ao olho humano, possuem pequeno comprimento de onda e alta frequência, com alta capacidade de penetração em objetos sólidos.
D) as micro-ondas são uma forma de radiação com comprimento de onda e frequência maiores que a luz visível.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2011-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre as faixas do espectro eletromagnético.
Passo 1 — duas regras gerais. Todas as ondas eletromagnéticas andam, no vácuo, com a mesma velocidade, m/s. E, como , comprimento de onda e frequência são inversamente proporcionais: onda curta é onda de frequência alta.
Passo 2 — alternativa C. Os raios gama ficam no topo da figura: comprimentos de onda minúsculos (menos de nm), logo frequências altíssimas e fótons muito energéticos. Estão fora da faixa visível (só a estreita faixa entre cerca de 400 nm e 700 nm é vista) e atravessam com facilidade materiais sólidos; para barrá-los é preciso chumbo ou concreto espessos. Correta.
Por que não as outras: A: o infravermelho é invisível, no escuro ou no claro; o que percebemos dele é o calor. B: as ondas de rádio são invisíveis, sim, mas têm a mesma velocidade da luz visível. D: micro-ondas têm comprimento de onda maior que o da luz visível e, portanto, frequência menor; as duas grandezas não podem ser ambas maiores.
⚠️ A armadilha: a alternativa D, que acerta o comprimento de onda e erra a frequência. Se o comprimento de onda é maior, a frequência tem que ser menor, porque o produto é sempre .
A ideia em uma frase: no espectro, toda onda anda a c; quanto menor o comprimento de onda, maior a frequência e a energia, e mais penetrante a radiação.
Resposta: alternativa C (raios gama: invisíveis, λ pequeno, frequência alta, muito penetrantes).
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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