UNICAMP 2017 — questão 64 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o menor comprimento de onda da luz visível, que é o menor detalhe que esse microscópio consegue mostrar, e qual organela ainda é grande o bastante para ser vista.

Passo 1 — o melhor caso é a luz de maior frequência. Como $\lambda = c/f$, a maior frequência dá o menor comprimento de onda, e portanto a melhor resolução:

$$\lambda_{\text{mín}} = \frac{c}{f_{\text{máx}}} = \frac{3 \times 10^{8}}{7{,}5 \times 10^{14}}$$

$$\lambda_{\text{mín}} = 4 \times 10^{-7}\ \text{m} = 400\ \text{nm}$$

(Essa é a luz violeta, na ponta de cima do espectro visível.)

Passo 2 — comparar com a célula. O microscópio só distingue estruturas de pelo menos 400 nm. O ribossomo, com 25 nm, é pequeno demais. A menor estrutura que ainda passa desse limite é o retículo endoplasmático, com 420 nm. Mitocôndria (1000 nm) e cloroplasto (2000 nm) também se veem, mas são maiores.

Um detalhe de Biologia: é por isso que ribossomos só aparecem no microscópio eletrônico. Os elétrons se comportam como ondas de comprimento muito menor que o da luz, e a resolução fica muito melhor.

⚠️ A armadilha: usar a outra ponta do intervalo, $4{,}0 \times 10^{14}$ Hz. Ela dá $\lambda = 750$ nm, e aí a menor estrutura visível seria a mitocôndria, a alternativa C. Mas o microscópio pode usar a luz que quiser do espectro visível; para ver o menor detalhe possível, usa-se a de maior frequência. Também não vale marcar o ribossomo (A) só por ser a menor organela da figura: ele fica abaixo do limite.

A ideia em uma frase: o menor detalhe visível é o menor λ, que vem da maior frequência: λ = c/f = 400 nm, e o retículo, com 420 nm, é a menor estrutura acima disso.

Resposta: alternativa B (o retículo endoplasmático).