UFU 2025-2 — questão 21 de Física
Enunciado em texto
As lâmpadas incandescentes emitem luz visível em um espectro contínuo, enquanto que os LEDs (Diodos Emissores de Luz) podem emitir luz em faixas de comprimentos de ondas estreitas, quase monocromáticas, com pequenas variações em relação a um valor pré-determinado. Uma possível aplicação dos LEDs em substituição às lâmpadas incandescentes é no cultivo de plantas em ambientes fechados com baixa luminosidade. Considere a figura abaixo que representa o espectro aproximado de absorção da luz visível pela clorofila das plantas em função do comprimento de onda.
[Gráfico: eixo vertical “Ação da fotossíntese (escala relativa %)”, de 0 a 100, de 10 em 10; eixo horizontal “Comprimento de onda (nm)”, de 350 a 750, de 50 em 50. A curva começa em cerca de 75% perto de 390 nm, sobe a um pico de cerca de 95% perto de 425 nm, desce (cerca de 78% em 450 nm, 53% em 500 nm, 35% em 550 nm) até um mínimo de cerca de 30% entre 590 e 600 nm, sobe a um segundo pico de cerca de 80% perto de 670 nm e cai a cerca de 10% em 720 nm. Perto do eixo horizontal estão escritos “violeta” (em torno de 400 nm) e “vermelho” (em torno de 690 nm).]
Um estudante que pretende substituir lâmpadas incandescentes por LEDs em uma estufa possui a sua disposição LEDs nas cores azul, verde, amarelo, vermelho. Nessa situação, as cores dos LEDs que melhor otimizam a substituição de lâmpadas incandescentes são
A) verde e amarelo, pois os LEDs com emissão nos comprimentos de ondas dessas cores gastariam energia produzindo luz nas cores das folhas das plantas.
B) azul e vermelho, pois LEDs com emissão nos comprimentos de ondas dessas cores não gastam energia produzindo luz que possuem menor ação de fotossíntese.
C) verde e vermelho, pois os LEDs com emissão nos comprimentos de ondas dessas cores são os que possuem maior potência de emissão.
D) azul e amarelo, pois os LEDs com emissão nos comprimentos de ondas dessas cores são os que mais se aproximam das cores emitidas pelas lâmpadas incandescentes.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2025-2, 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: escolher as duas cores de LED que a planta mais aproveita na fotossíntese, lendo o gráfico.
Passo 1 — cor é comprimento de onda. No visível, as faixas aproximadas são: violeta e azul de cerca de 400 a 490 nm, verde de cerca de 500 a 565 nm, amarelo de cerca de 570 a 590 nm, laranja até uns 620 nm e vermelho de cerca de 620 a 750 nm.
Passo 2 — lendo o gráfico. A ação da fotossíntese tem dois picos: cerca de 95% perto de 425–450 nm (violeta-azul) e cerca de 80% perto de 670 nm (vermelho). O vale fica entre uns 530 e 610 nm, com cerca de 30% a 40%: é a região do verde e do amarelo.
Passo 3 — a escolha. Para a energia gasta pelo LED virar fotossíntese, a luz emitida tem de cair onde a clorofila mais absorve. LEDs azuis e vermelhos colocam toda a sua luz nos picos; não “desperdiçam” energia em verde e amarelo, que a planta pouco usa. É o que diz a alternativa B. (Por isso as estufas com LED costumam ter aquela luz rosada, mistura de azul e vermelho.)
Por que não as outras: A escolhe justamente as cores do vale do gráfico; a luz verde é pouco absorvida e muito refletida, e é por isso que as folhas parecem verdes. C inclui o verde e baseia a escolha na “potência de emissão”, que não depende da cor do LED e não é o que o gráfico mostra. D inclui o amarelo, também no vale, e o critério (imitar a lâmpada incandescente) não tem a ver com o que a planta absorve; aliás, o espectro contínuo da incandescente é o que gasta energia em todas as cores, inclusive as inúteis para a fotossíntese.
⚠️ A armadilha: a alternativa A, pela ideia de que a planta “gosta” de verde porque é verde. É o contrário: a folha é verde porque reflete o verde, ou seja, não o aproveita.
A ideia em uma frase: a planta usa a luz que absorve, e a clorofila absorve sobretudo azul e vermelho; LEDs nessas cores mandam a energia para onde ela vira fotossíntese.
Resposta: alternativa B (azul e vermelho).
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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