01(Acafe). A afirmação de que a carga elétrica é quantizada significa que ela
A) pode existir em qualquer quantidade.
B) só pode existir como um valor múltiplo de uma quantidade mínima.
C) só pode ser positiva ou negativa.
D) pode ser dividida em pequenas frações.
E) pode ser transferida de um elétron para outro.
A) pode existir em qualquer quantidade.
B) só pode existir como um valor múltiplo de uma quantidade mínima.
C) só pode ser positiva ou negativa.
D) pode ser dividida em pequenas frações.
E) pode ser transferida de um elétron para outro.
Passo 1
O enunciado pergunta o que significa a afirmação “a carga elétrica é quantizada” e dá cinco alternativas (vou listar as alternativas exatamente como no enunciado):
A) pode existir em qualquer quantidade.
B) só pode existir como um valor múltiplo de uma quantidade mínima.
C) só pode ser positiva ou negativa.
D) pode ser dividida em pequenas frações.
E) pode ser transferida de um elétron para outro.
A) pode existir em qualquer quantidade.
B) só pode existir como um valor múltiplo de uma quantidade mínima.
C) só pode ser positiva ou negativa.
D) pode ser dividida em pequenas frações.
E) pode ser transferida de um elétron para outro.
O que se pede: escolher, dentre as alternativas, a que corresponde ao significado de “carga elétrica é quantizada”.
Passo 2
Primeiro, vamos entender rapidamente o que significa “quantizado” em termos gerais, com um exemplo fácil. Quando algo é quantizado, significa que ele só aparece em certos “pedaços” discretos, não de maneira contínua. Exemplo simples: se eu só tenho moedas de 1 real, o meu dinheiro só pode ser
reais — não posso ter
real exatamente com essas moedas. Aqui os valores possíveis são múltiplos inteiros de uma unidade mínima (a moeda de
real).
Agora aplicando a ideia ao caso da carga elétrica: a carga elétrica observada em partículas e corpos costuma aparecer em múltiplos de uma “quantidade mínima” chamada carga elementar, que denotamos por
. A carga elementar tem valor aproximado
Os portadores elementares de carga são, por exemplo, o elétron, com carga
, e o próton, com carga
.
Passo 3
Formalizando isso em uma relação simples: a carga total
de um conjunto de partículas (num sentido clássico/macroscópico) é dada por
onde
é um número inteiro (positivo, negativo ou zero) e
é a carga elementar. Aqui explico cada símbolo:
é a carga total medida,
conta quantos “elementos de carga” existem (por exemplo, número de elétrons a mais ou a menos), e
é a menor unidade de carga observada isoladamente.
Essa relação captura exatamente a ideia de quantização: a carga não aparece em qualquer valor real — aparece em múltiplos inteiros de
. Isso descarta interpretações que sugerem continuidade ou divisibilidade arbitrária.
Passo 4
Vamos analisar as alternativas uma a uma, com calma, para ver qual corresponde à definição correta.
Passo 5
Alternativa A: “pode existir em qualquer quantidade.”
Isto descreve uma grandeza contínua — ou seja, não quantizada. Como vimos, a carga quantizada NÃO pode assumir qualquer valor real arbitrário, então a alternativa A está errada.
Isto descreve uma grandeza contínua — ou seja, não quantizada. Como vimos, a carga quantizada NÃO pode assumir qualquer valor real arbitrário, então a alternativa A está errada.
Passo 6
Alternativa B: “só pode existir como um valor múltiplo de uma quantidade mínima.”
Isto corresponde exatamente à definição de quantização que vimos: valores discretos que são múltiplos inteiros de . Portanto B está correta.
Isto corresponde exatamente à definição de quantização que vimos: valores discretos que são múltiplos inteiros de
Passo 7
Alternativa C: “só pode ser positiva ou negativa.”
É verdade que a carga elétrica tem sinal (pode ser positiva, negativa ou nula), mas isso não é o que se diz por “quantizada”. A afirmativa sobre quantização diz respeito aos valores discretos (múltiplos de ), não apenas ao fato de existir sinal. Logo C não responde corretamente ao enunciado.
É verdade que a carga elétrica tem sinal (pode ser positiva, negativa ou nula), mas isso não é o que se diz por “quantizada”. A afirmativa sobre quantização diz respeito aos valores discretos (múltiplos de
Passo 8
Alternativa D: “pode ser dividida em pequenas frações.”
Isto é o oposto do que significa quantizado: dividir arbitrariamente em frações implicaria continuidade. Observação: partículas fundamentais chamadas quarks têm cargas fracionárias teoricamente ( ,
), mas quarks não são observáveis isoladamente — cargas measuráveis em objetos macroscópicos sempre aparecem como múltiplos inteiros de
. Portanto, a ideia de “pode ser dividida em pequenas frações” está incorreta no sentido prático do enunciado.
Isto é o oposto do que significa quantizado: dividir arbitrariamente em frações implicaria continuidade. Observação: partículas fundamentais chamadas quarks têm cargas fracionárias teoricamente (
Passo 9
Alternativa E: “pode ser transferida de um elétron para outro.”
Essa frase descreve um processo possível (carga pode ser transferida entre objetos por condução, por exemplo), mas não expressa o significado de “quantizada”. Transferência é um comportamento, não a definição de quantização. Logo E também não é a resposta que o enunciado pede.
Essa frase descreve um processo possível (carga pode ser transferida entre objetos por condução, por exemplo), mas não expressa o significado de “quantizada”. Transferência é um comportamento, não a definição de quantização. Logo E também não é a resposta que o enunciado pede.
Passo 10
Conclusão: a alternativa que traduz corretamente o significado de “a carga elétrica é quantizada” é a alternativa B.
Resposta
B