Sobre a interação da radiação solar com a atmosfera terrestre, analise as proposições:
I. O espalhamento ocorre quando a radiação é desviada de sua trajetória sem alteração do comprimento de onda.
II. A cor azul do céu é explicada pelo maior espalhamento das ondas de maior comprimento, como o vermelho.
III. A absorção da radiação transforma energia radiante em calor, aquecendo os gases atmosféricos.
IV. A reflexão é o processo oposto à absorção e não altera a natureza da radiação incidente.
V. Nuvens e aerossóis podem espalhar a radiação igualmente em todos os comprimentos de onda, tornando-as esbranquiçadas.
Assinale a alternativa correta:
a(
) Apenas II, III e IV estão corretas.
b(
) Apenas I, II e V estão corretas.
c(
Apenas I, III, IV e V estão corretas.
d(
Apenas III e IV estão corretas.
e(
Todas estão corretas.
I. O espalhamento ocorre quando a radiação é desviada de sua trajetória sem alteração do comprimento de onda.
II. A cor azul do céu é explicada pelo maior espalhamento das ondas de maior comprimento, como o vermelho.
III. A absorção da radiação transforma energia radiante em calor, aquecendo os gases atmosféricos.
IV. A reflexão é o processo oposto à absorção e não altera a natureza da radiação incidente.
V. Nuvens e aerossóis podem espalhar a radiação igualmente em todos os comprimentos de onda, tornando-as esbranquiçadas.
Assinale a alternativa correta:
a(
b(
c(
d(
e(
Passo 1
O enunciado pede para avaliar quais das cinco proposições I–V sobre interação da radiação solar com a atmosfera são verdadeiras e, com isso, escolher a alternativa correta entre as opções dadas. Vou verificar cada proposição separadamente e decidir se é verdadeira (V) ou falsa (F). Informação útil que vem do próprio enunciado: as cinco afirmações I, II, III, IV, V — cada uma deve ser julgada.
Passo 2
Analisando a proposição I: “O espalhamento ocorre quando a radiação é desviada de sua trajetória sem alteração do comprimento de onda.”
Explicação didática: espalhamento descreve a redireção da luz por partículas/átomos na atmosfera. Existem tipos de espalhamento: elástico (por exemplo, espalhamento de Rayleigh ou Mie) em que a maioria dos fótons é desviada sem mudar significativamente seu comprimento de onda, e inelástico (por exemplo, espalhamento Raman) em que há troca de energia e mudança de comprimento de onda. Na atmosfera, os processos que explicam a cor do céu são dominantes por espalhamento elástico. Assim, como enunciado geral e no contexto atmosférico, a frase está correta: espalhamento é desvio da direção da radiação, tipicamente sem alterar o comprimento de onda. Portanto I = Verdadeira.
Explicação didática: espalhamento descreve a redireção da luz por partículas/átomos na atmosfera. Existem tipos de espalhamento: elástico (por exemplo, espalhamento de Rayleigh ou Mie) em que a maioria dos fótons é desviada sem mudar significativamente seu comprimento de onda, e inelástico (por exemplo, espalhamento Raman) em que há troca de energia e mudança de comprimento de onda. Na atmosfera, os processos que explicam a cor do céu são dominantes por espalhamento elástico. Assim, como enunciado geral e no contexto atmosférico, a frase está correta: espalhamento é desvio da direção da radiação, tipicamente sem alterar o comprimento de onda. Portanto I = Verdadeira.
Passo 3
Analisando a proposição II: “A cor azul do céu é explicada pelo maior espalhamento das ondas de maior comprimento, como o vermelho.”
Explicação didática com fórmula: para partículas muito menores que o comprimento de onda (caso dos gases — espalhamento de Rayleigh), a intensidade espalhada depende fortemente do comprimento de onda segundo
Explicação didática com fórmula: para partículas muito menores que o comprimento de onda (caso dos gases — espalhamento de Rayleigh), a intensidade espalhada depende fortemente do comprimento de onda segundo
Isto significa que comprimentos de onda menores (menor
, ou seja, o azul/violeta) são espalhados muito mais do que comprimentos maiores (vermelho). A proposição afirma justamente o contrário (diz que as ondas de maior comprimento são mais espalhadas), então está claramente errada. Portanto II = Falsa.
Passo 4
Analisando a proposição III: “A absorção da radiação transforma energia radiante em calor, aquecendo os gases atmosféricos.”
Explicação didática: quando moléculas ou partículas absorvem fótons, a energia dos fótons é convertida em energia interna (excitação eletrônica, vibracional, rotacional); essa energia é rapidamente redistribuída por colisões e tende a aumentar a energia térmica do gás — ou seja, aquece a atmosfera localmente. Esse é o princípio básico de aquecimento por absorção radiativa (por exemplo, absorção por vapor d’água, dióxido de carbono, ozônio). Logo a proposição está correta. Portanto III = Verdadeira.
Explicação didática: quando moléculas ou partículas absorvem fótons, a energia dos fótons é convertida em energia interna (excitação eletrônica, vibracional, rotacional); essa energia é rapidamente redistribuída por colisões e tende a aumentar a energia térmica do gás — ou seja, aquece a atmosfera localmente. Esse é o princípio básico de aquecimento por absorção radiativa (por exemplo, absorção por vapor d’água, dióxido de carbono, ozônio). Logo a proposição está correta. Portanto III = Verdadeira.
Passo 5
Analisando a proposição IV: “A reflexão é o processo oposto à absorção e não altera a natureza da radiação incidente.”
Explicação didática: reflexão é o redirecionamento da radiação pela superfície ou por partículas sem que haja conversão significativa da energia em calor naquele instante (a energia é devolvida em forma de radiação). Em muitas situações práticas (reflexão especular ou difusa) a reflexão não altera substancialmente o comprimento de onda da radiação (ou seja, “natureza” em termos de frequência/energia permanece a mesma), embora possa alterar direção e, às vezes, polarização. Chamar reflexão de “processo oposto” à absorção é uma forma aceitável e intuitiva de descrever que, em vez de reter energia, a superfície/partícula devolve a energia; isso é compatível com o sentido do enunciado. Portanto, no contexto da prova, a proposição IV é considerada correta. Assim IV = Verdadeira.
Explicação didática: reflexão é o redirecionamento da radiação pela superfície ou por partículas sem que haja conversão significativa da energia em calor naquele instante (a energia é devolvida em forma de radiação). Em muitas situações práticas (reflexão especular ou difusa) a reflexão não altera substancialmente o comprimento de onda da radiação (ou seja, “natureza” em termos de frequência/energia permanece a mesma), embora possa alterar direção e, às vezes, polarização. Chamar reflexão de “processo oposto” à absorção é uma forma aceitável e intuitiva de descrever que, em vez de reter energia, a superfície/partícula devolve a energia; isso é compatível com o sentido do enunciado. Portanto, no contexto da prova, a proposição IV é considerada correta. Assim IV = Verdadeira.
Passo 6
Analisando a proposição V: “Nuvens e aerossóis podem espalhar a radiação igualmente em todos os comprimentos de onda, tornando-as esbranquiçadas.”
Explicação didática: quando as partículas (gotículas de nuvem ou partículas relativamente grandes) têm tamanho comparável ou maior que os comprimentos de onda visíveis, o espalhamento entra na faixa de Mie e tende a ser aproximadamente independente de (ou seja, espalha de maneira quase igual luz vermelha, verde e azul). Isso faz com que a luz espalhada combine todas as cores e o aspecto seja branco; é por isso que nuvens densas aparecem brancas (ou cinzentas quando muito espessas). A palavra “podem” no enunciado permite a variação (aerosóis finos podem ser seletivos, mas nuvens/gotas grandes espalham quase igualmente). Portanto V = Verdadeira.
Explicação didática: quando as partículas (gotículas de nuvem ou partículas relativamente grandes) têm tamanho comparável ou maior que os comprimentos de onda visíveis, o espalhamento entra na faixa de Mie e tende a ser aproximadamente independente de
Passo 7
Resumo dos julgamentos:
- I = Verdadeira.
- II = Falsa.
- III = Verdadeira.
- IV = Verdadeira.
- V = Verdadeira.
Com isso, as proposições verdadeiras são I, III, IV e V. A alternativa que corresponde a “Apenas I, III, IV e V estão corretas” é a alternativa c.
Resposta
(c)