(Eear 2023) As ondas de raios
são empregadas em vários setores da sociedade e tem sido de grande importância para a Humanidade. Na medicina os equipamentos de raios X são utilizados para diagnósticos e tratamento do câncer, na indústria são empregados para detectar estrutura de materiais e defeitos em peças produzidas pelas empresas. Os raios
são ondas
, que apresentam
comprimento de onda e
energia quando comparadas às ondas na faixa do infravermelho.
Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que preenche corretamente as lacunas do texto anterior.
A) eletromagnéticas; maior; menor
B) eletromagnéticas, menor; maior
C) mecânicas, maior; menor
D) mecânicas, menor; maior
Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que preenche corretamente as lacunas do texto anterior.
A) eletromagnéticas; maior; menor
B) eletromagnéticas, menor; maior
C) mecânicas, maior; menor
D) mecânicas, menor; maior
Passo 1
O enunciado pede que se preencham três lacunas sobre as ondas de raios
: (1) que tipo de ondas são (eletromagnéticas ou mecânicas), (2) se apresentam maior ou menor comprimento de onda quando comparadas às ondas na faixa do infravermelho, e (3) se apresentam maior ou menor energia quando comparadas às ondas na faixa do infravermelho. As alternativas dadas são A, B, C, D e devemos escolher a que preenche corretamente as três lacunas.
Passo 2
Entendendo a primeira lacuna (tipo de onda). Diferença básica:
- Ondas mecânicas precisam de meio material para se propagar (por exemplo som no ar, ondas em corda).
- Ondas eletromagnéticas não precisam de meio: elas são oscilações de campos elétricos e magnéticos e se propagam no vácuo (por exemplo luz visível, infravermelho, ultravioleta, raios
, raios ).
Raiossão gerados por aceleração/deaceleração de elétrons ou transições eletrônicas em átomos de alta energia e se propagam no vácuo — portanto são ondas eletromagnéticas. Conclusão: primeira lacuna = “eletromagnéticas”.
Passo 3
Entendendo a segunda lacuna (comprimento de onda relativo ao infravermelho). A região do espectro eletromagnético:
- Infravermelho: comprimentos de onda típicos de aproximadamente
(ou entre cerca de e , dependendo da faixa)). - Raios
: comprimentos de onda típicos muito menores, por exemplo (ou da ordem de a ).
Comparando ordens de grandeza:, ou seja, raios têm comprimento de onda menor que o infravermelho. Conclusão: segunda lacuna = “menor”.
Passo 4
Entendendo a terceira lacuna (energia relativa). Relação fundamental entre energia, frequência e comprimento de onda para fótons:
onde
é a energia do fóton,
é a constante de Planck,
é a frequência,
é a velocidade da luz e
é o comprimento de onda. Dessa fórmula fica claro que, para a mesma constante
, quanto menor
maior
(energia inversamente proporcional ao comprimento de onda). Como vimos no passo anterior
é muito menor que
, logo
é muito maior que
.
Exemplo numérico rápido para fixar (ordens de grandeza, sem calculadora complicada): escolha
e
. A razão das energias é
ou seja, um fóton de raio
típico tem energia da ordem de
vezes a de um fóton infravermelho típico. Conclusão: terceira lacuna = “maior”.
Passo 5
Juntando as três conclusões: ondas eletromagnéticas; comprimento de onda menor; energia maior. Comparando com as alternativas, a que corresponde a essa sequência é a alternativa B.
Resposta
B