Sobre a radiação eletromagnética e o espectro da radiação solar, analise as proposições:
I. A radiação eletromagnética necessita de um meio material para se propagar.
II. O espectro eletromagnético é contínuo e organizado conforme o comprimento de onda.
III. A luz visível corresponde a uma pequena faixa do espectro eletromagnético perceptível ao olho humano.
IV. A radiação ultravioleta possui comprimento de onda maior que o da luz visível.
V. O Sol emite predominantemente radiação de ondas curtas.
Assinale a alternativa correta:
a(
A Apenas I, II e IV estão corretas.
b(
) Apenas II, III e V estão corretas.
c(
) Apenas III, IV e V estão corretas.
d(
Apenas II e III estão corretas.
e(
) Todas estão corretas.
I. A radiação eletromagnética necessita de um meio material para se propagar.
II. O espectro eletromagnético é contínuo e organizado conforme o comprimento de onda.
III. A luz visível corresponde a uma pequena faixa do espectro eletromagnético perceptível ao olho humano.
IV. A radiação ultravioleta possui comprimento de onda maior que o da luz visível.
V. O Sol emite predominantemente radiação de ondas curtas.
a(
b(
c(
d(
e(
Passo 1
Vou escrever claramente o que o enunciado pede e listar as cinco proposições que devemos analisar. O objetivo é verificar, para cada proposição I–V, se ela é correta ou incorreta, e então escolher a alternativa que reúne as proposições corretas.
Proposições a analisar:
- I. A radiação eletromagnética necessita de um meio material para se propagar.
- II. O espectro eletromagnético é contínuo e organizado conforme o comprimento de onda.
- III. A luz visível corresponde a uma pequena faixa do espectro eletromagnético perceptível ao olho humano.
- IV. A radiação ultravioleta possui comprimento de onda maior que o da luz visível.
- V. O Sol emite predominantemente radiação de ondas curtas.
Agora vamos, passo a passo, examinar cada proposição com explicações didáticas para entender por que cada uma é verdadeira ou falsa.
Passo 2
Analisando a proposição I: “A radiação eletromagnética necessita de um meio material para se propagar.”
Explicação didática:
- Radiação eletromagnética são ondas formadas por campos elétricos e magnéticos oscilantes que se sustentam mutuamente.
- Uma consequência da teoria de Maxwell é que essas ondas podem se propagar no vácuo; não precisam de um meio material. Historicamente, antes de Maxwell, pensava-se em “éter” como meio, mas experimentos (por ex. Michelson–Morley) e a teoria mostraram que não é necessário.
- Em termos simples: a luz do Sol chega até nós atravessando o vácuo do espaço sem precisar de ar ou outro material.
Conclusão do passo: A proposição I é falsa.
Passo 3
Analisando a proposição II: “O espectro eletromagnético é contínuo e organizado conforme o comprimento de onda.”
Explicação didática:
- O espectro eletromagnético reúne todas as possíveis ondas eletromagnéticas classificadas por comprimento de onda (ou frequência). Ele vai desde ondas de rádio (grandes comprimentos de onda) até raios gama (muito curtos).
- “Contínuo” aqui significa que não há lacunas fundamentais entre os tipos; os comprimentos de onda variam continuamente e é possível passar gradualmente de uma região para outra.
- Organização por comprimento de onda é a forma natural de apresentar o espectro: normalmente se ordena do maior comprimento de onda (menor frequência) para o menor comprimento de onda (maior frequência).
Conclusão do passo: A proposição II é verdadeira.
Passo 4
Analisando a proposição III: “A luz visível corresponde a uma pequena faixa do espectro eletromagnético perceptível ao olho humano.”
Explicação didática:
- A faixa de luz visível é uma faixa estreita do espectro, geralmente aproximada como
a (nanômetros). - O espectro completo vai desde metros (ondas de rádio) até picômetros e menores (raios X, raios gama), então a faixa visível é de fato muito pequena comparada ao conjunto total.
- “Perceptível ao olho humano” significa exatamente isso: é a parcela do espectro que o olho humano consegue detectar sem instrumentos.
Conclusão do passo: A proposição III é verdadeira.
Passo 5
Analisando a proposição IV: “A radiação ultravioleta possui comprimento de onda maior que o da luz visível.”
Explicação didática:
- Comprimento de onda (
) e frequência ( ) estão relacionados por , onde é a velocidade da luz no vácuo. - Para a mesma velocidade
, comprimentos de onda maiores correspondem a frequências menores, e comprimentos de onda menores correspondem a frequências maiores. - A radiação ultravioleta (UV) tem comprimentos de onda menores que a luz visível (ou seja, maiores frequências). Tipicamente UV é próximo de
até , portanto menor que a extremidade violeta da faixa visível ( a ). - A proposição afirma o contrário (diz que UV tem comprimento de onda maior), portanto está incorreta.
Conclusão do passo: A proposição IV é falsa.
Passo 6
Analisando a proposição V: “O Sol emite predominantemente radiação de ondas curtas.”
Explicação didática:
- O Sol é bem aproximado por um corpo negro com temperatura efetiva em torno de
. - A lei de deslocamento de Wien dá o comprimento de onda onde a emissão de um corpo negro é máxima:
onde
é a constante de Wien,
.
- Aplicando para o Sol:
- Esse valor
está na região da luz visível (verde). Assim, a maior parte da energia emitida pelo Sol está concentrada na faixa do visível e do próximo infravermelho e ultravioleta próximo — ou seja, comprimentos de onda relativamente curtos quando comparados a ondas de rádio ou micro-ondas. - “Ondas curtas” aqui deve ser entendida comparando com o extenso espectro (o Sol emite muito pouco em ondas de rádio longas em comparação com o que emite em visível/IR); portanto, a afirmação é verdadeira no sentido físico usual.
Conclusão do passo: A proposição V é verdadeira.
Passo 7
Resumo das conclusões sobre as proposições:
- I: falsa.
- II: verdadeira.
- III: verdadeira.
- IV: falsa.
- V: verdadeira.
Portanto, as proposições corretas são II, III e V.
Resposta
b) Apenas II, III e V estão corretas.