Calcule a energia, em joules, de um fóton de luz verde com comprimento de onda de 560 nm .
Passo 1
O que o enunciado dá e o que pede:
- Dado: comprimento de onda da luz verde
. - Pedido: energia do fóton, em joules.
Passo 2
Conceito que vamos usar (explicado de forma simples):
- Um fóton tem energia relacionada à sua frequência pela fórmula de Planck:
onde:
-
é a energia do fóton (em joules), -
é a constante de Planck (em ), -
é a frequência da luz (em Hz, i.e., ). -
A frequência
e o comprimento de onda da luz estão ligados pela relação da velocidade da luz:
onde:
-
é a velocidade da luz no vácuo (em ), -
é o comprimento de onda (em ). -
Combinando as duas fórmulas obtemos a forma prática que usaremos:
Explicação curta: calcular a energia do fóton é achar quanto vale
vezes a frequência; como a frequência é
, substituímos e ficamos com
.
Passo 3
Converter o comprimento de onda para metros (unidade do SI):
É obrigatório converter porque
e
estão em unidades do SI (joule, metro, segundo).
Passo 4
Valores das constantes (usar valores em SI):
Calcular o produto
(mostrando o passo):
Comentário: multiplicou-se as mantissas e somaram-se os expoentes (
), depois ajustou-se para a forma
.
Passo 5
Substituir na fórmula
e calcular:
Dividindo as mantissas e subtraindo os expoentes:
Comentário sobre algarismos significativos: o comprimento de onda foi dado como
(três algarismos), portanto é razoável apresentar a energia com cerca de três algarismos significativos.
Passo 6
Arredondando a energia para três algarismos significativos obtemos o valor final que será conferido na seção de resposta.