Explique a relação entre a frequência e a energia?
Passo 1
Beleza, a questão pede pra explicar a relação entre frequência (quantas vibrações/ondas acontecem por segundo) e energia (a “força” que cada partícula de luz ou onda carrega). Isso cai em Física Quântica: vamos usar o conceito de fóton e a constante de Planck,
, pra ligar frequência e energia.
Passo 2
Primeiro, o que é frequência? É o número de ciclos de uma onda que passam por um ponto em um segundo, medido em hertz (Hz). Já a energia de um fóton é a “quantidade de energia” que cada partícula de luz carrega. Na física clássica a luz era contínua, mas Planck e Einstein mostraram que ela vem em pacotinhos (fótons), cada um com energia específica.
Passo 3
Planck e Einstein propuseram que a energia
de cada fóton é proporcional à frequência
. A constante de proporcionalidade é a constante de Planck,
. A fórmula fica:
Isso significa que, se a frequência dobra, a energia do fóton também dobra.
Passo 4
Na prática, onda com frequência maior (como raios X) tem fótons de energia grande; frequência menor (como rádio) tem fótons de energia bem pequena. Se você lembrar também de
(velocidade da luz), vê que energia e comprimento de onda
são inversamente proporcionais:
Resposta
A energia de um fóton é dada por
ou seja, energia é diretamente proporcional à frequência. Quanto maior
, maior
.