UNESP 2024 (meio de ano) — questão 80 de Física

Gabarito AOndas eletromagnéticas — espectro eletromagnético (c = λ·f)Meio de ano · Conhecimentos Gerais · Versão 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 80 de Física do UNESP 2024 (meio de ano)

Enunciado em texto

A figura representa o espectro eletromagnético dividido de acordo com a frequência das ondas que o compõem.

[Figura: uma faixa com as regiões do espectro, da esquerda para a direita: Rádio, Micro-ondas, Infravermelho, Luz visível (a faixa colorida estreita, indicada por uma seta), Ultravioleta, Raios X e Raios gama. Embaixo, uma escala de Frequência (Hz), crescente para a direita, com marcas de 10610^{6} a 102410^{24} de duas em duas potências. Lendo a escala: o infravermelho vai de cerca de 101210^{12} até perto de 101410^{14}; a luz visível fica pouco acima de 101410^{14}; o ultravioleta vai do fim do visível até cerca de 101610^{16}; os raios X, de cerca de 101610^{16} até um pouco abaixo de 102010^{20}; os raios gama, acima disso.]

(https://labcisco.blogspot.com. Adaptado.)

Determinada fração desse espectro, com comprimento de onda entre 200 nm e 280 nm, é utilizada como germicida na desinfecção de reservatórios de água, do ar em hospitais, de instalações de processamento e armazenamento de alimentos e de superfícies em geral. Considerando c=3×108c = 3 \times 10^{8} m/s e sabendo que 1 nm = 10−910^{-9} m, essas ondas eletromagnéticas utilizadas como germicida pertencem à faixa

(A) do ultravioleta.

(B) das micro-ondas.

(C) do infravermelho.

(D) dos raios X.

(E) dos raios gama.

(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2024, meio de ano — Vunesp/Unesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: em que faixa do espectro estão as ondas de 200 nm a 280 nm. Como a figura está em frequência, é preciso converter.

Passo 1 — de comprimento de onda para frequência. Toda onda eletromagnética anda a c no vácuo (e praticamente no ar), então f=c/λf = c/\lambda:

f1=3×108200×10−9=1,5×1015 Hzf_1 = \frac{3 \times 10^{8}}{200 \times 10^{-9}} = 1{,}5 \times 10^{15}\ \text{Hz}

f2=3×108280×10−9≈1,1×1015 Hzf_2 = \frac{3 \times 10^{8}}{280 \times 10^{-9}} \approx 1{,}1 \times 10^{15}\ \text{Hz}

Passo 2 — localizar na escala. Frequências de cerca de 101510^{15} Hz ficam entre a marca 101410^{14} e a 101610^{16}, logo depois da luz visível: é a faixa do ultravioleta (é o chamado UV-C, usado em lâmpadas germicidas).

Conferindo: a luz visível vai de uns 400 nm a 700 nm. Como 200–280 nm é um comprimento de onda menor que o do violeta, a frequência é maior que a do violeta: “ultra” violeta.

⚠️ A armadilha: pensar que comprimento de onda “muito pequeno” já é raio X. Raios X têm comprimentos da ordem de 0,01 nm a 10 nm, bem menores; e a frequência deles começa por volta de 101610^{16} Hz na figura, dez vezes acima do que calculamos.

A ideia em uma frase: f = c/λ: 200 a 280 nm dão cerca de 10¹⁵ Hz, logo acima do violeta — é ultravioleta.

Resposta: alternativa A.

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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