Descreva a principais características da radiação eletromagnética.
(B) Explique a dualidade onda-partícula da matéria

Passo 1

Beleza, o exercício pede duas coisas:
  1. Descrever as principais características da radiação eletromagnética.
  2. Explicar a dualidade onda–partícula da matéria.
Conteúdo: Física moderna (óptica e fundamentos quânticos).
O que a gente vai usar:
  • Conceito de onda eletromagnética (campos elétrico e magnético oscilantes).
  • Velocidade da luz no vácuo .
  • Relação de Planck .
  • Hipótese de De Broglie .
A partir do próximo passo, partiu resolver passo a passo!

Passo 2

Descrevendo a radiação eletromagnética, olha só:
  1. É uma onda transversal, ou seja, os campos elétrico c ;=; 3,0 times 10^8 m/s e magnético c = lambda,nu oscilam em direções perpendiculares entre si e à direção de propagação.
  2. No vácuo, ela viaja sempre à velocidade da luz E = h,nu,
  3. Cada “modo” dessa onda tem um comprimento de onda e uma frequência ligados por
  4. A energia transportada por cada “pacotinho” de radiação (o fóton) é quantizada: onde é a constante de Planck.
  5. Como consequência disso, há todo um espectro – de rádio, micro-ondas, infravermelho, visível, ultravioleta, raios X e raios – cada faixa com diferentes e .

Passo 3

Agora, dualidade onda–partícula da matéria:
  1. Experimentos como o efeito fotoelétrico mostraram que a luz, embora seja onda, se comporta como partícula (fóton) de energia lambda = hp .
  2. Louis de Broglie deu um passo além e disse: “Se a luz (normalmente onda) vira partícula, será que a matéria (normalmente partícula) não vira onda?”
  3. Ele associou a cada partícula de momento uma onda de comprimento
  4. Isso explica, por exemplo, por que elétrons formam padrões de difração (como ondas) em fendas estreitas.
  5. Resumindo: matéria e radiação têm dupla natureza – às vezes ondulatória, às vezes corpuscular – dependendo de como a gente mede.

Resposta

(A) Radiação eletromagnética é uma onda transversal de campos e , propaga-se no vácuo a , tem espectro caracterizado por e com energia quantizada .
(B) Dualidade onda–partícula: a luz se comporta como onda e fóton, e a matéria (elétrons, prótons…) também exibe comportamento ondulatório com , unificando essa “dupla cara” na física quântica.

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