UFU 2017-2 — questão 21 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: qual dos aparelhos trabalha com ondas entre 0,3 GHz e 300 GHz.

Passo 1 — onde cada aparelho fica no espectro:

A) O controle remoto da TV usa infravermelho, com frequências da ordem de centenas de terahertz (comprimento de onda perto de 1 μm), muito acima da faixa das micro-ondas.

B) O telefone celular se comunica com as antenas em frequências de cerca de 0,7 GHz a 3,5 GHz (redes 2G a 5G): dentro da faixa das micro-ondas.

C) O tomógrafo computadorizado usa raios X, com frequências da ordem de $10^{17}$ a $10^{19}$ Hz.

D) O rádio de ondas curtas opera entre cerca de 3 MHz e 30 MHz, ou seja, 0,003 a 0,03 GHz, abaixo do limite inferior das micro-ondas.

Conferindo pelo comprimento de onda: com $c = 3 \times 10^{8}$ m/s, as micro-ondas vão de 1 m (0,3 GHz) a 1 mm (300 GHz). Um celular a 1 GHz:

$$\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3 \times 10^{8}}{1 \times 10^{9}} = 0{,}3\ \text{m}$$

Está entre 1 mm e 1 m. Já as ondas curtas têm de 10 m a 100 m, comprimentos de rádio.

⚠️ A armadilha: marcar o rádio de ondas curtas porque “ondas curtas” parece sinônimo de micro-ondas. Os nomes são relativos: as ondas curtas do rádio são curtas comparadas às ondas médias e longas do rádio AM, mas ainda medem dezenas de metros.

A ideia em uma frase: micro-ondas têm comprimento de onda entre 1 mm e 1 m: é a faixa do celular, do Wi-Fi e do forno de micro-ondas.

Resposta: alternativa B (telefone celular).