QUESTÃO 99
Os físicos ingleses Sir W.H. Bragg e seu filho Sir W.L. Bragg, em 1913, explicaram porque as faces clivadas de cristais refletem feixes de raios
(frequência da luz igual a
) para certos ângulos de incidência. Esta observação é um exemplo da difração de raios X, e é uma evidência direta da estrutura periódica de cristais, que fora postulada por vários séculos. Os Bragg receberam o Prêmio Nobel de Física em 1915 por seu trabalho na determinação das estruturas cristalinas do
, do ZnS e do diamante. Embora a Lei de Bragg fora usada para explicar o padrão de interferência de raios
espalhados por cristais, o fenômeno de difração tem sido desenvolvido para estudar a estrutura de todos os estados da matéria com diversos feixes, por exemplo, íons, elétrons, nêutrons e prótons, com um comprimento de onda da mesma ordem de grandeza da distância entre as estruturas atômicas ou moleculares de interesse. Considere a velocidade da luz igual a
.
Disponível em: <www.if.ufrgs.br/tex/fis01101/home.html>. Acesso em: 16 mar. 2023. [Fragmento adaptado]
Com base no texto, a ordem de grandeza da distância entre os átomos, em metro, na estrutura cristalina é igual a:
ค.
(B)
(C)
(D)
(E)
ค.
(B)
(C)
(D)
(E)
Passo 1
O enunciado fala da difração de raios
em cristais e fornece a frequência dos raios
,
, além da velocidade da luz,
. Para estimar a distância entre átomos (que é da ordem de grandeza do comprimento de onda), vamos usar a relação fundamental de ondas.
Passo 2
A relação entre comprimento de onda
, velocidade de propagação
e frequência
é
Substituindo
e
, temos
Passo 3
O valor obtido,
, é justamente a ordem de grandeza da separação entre átomos em um cristal. Comparando com as opções, corresponde a
.
Resposta
(D)