Um estudante analisa as propriedades da radiação eletromagnética. Como a frequência se relaciona com a energia…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um estudante analisa as propriedades da radiação eletromagnética. Como a frequência se relaciona com a energia de uma onda?
- A) A energia é inversamente proporcional à frequência.
- B) A energia não depende da frequência.
- C) A energia é proporcional ao quadrado da frequência.
- D) A energia é diretamente proporcional à frequência.
- E) A energia é constante independentemente da frequência.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Na radiação eletromagnética, a energia de cada fóton é dada pela equação de Planck: E = h x f, em que h é a constante de Planck (cerca de 6,63 x 10^-34 J.s) e f é a frequência da onda. Passo 2: Como h é uma constante positiva, a energia E cresce na mesma proporção em que a frequência f cresce. Isso significa que a energia é diretamente proporcional à frequência, o que corresponde à alternativa D. Passo 3: Por que as outras estão erradas. A alternativa A está errada porque a energia não diminui quando a frequência aumenta; a relação é direta, não inversa. A alternativa B está errada porque a energia depende da frequência, pois aparece explicitamente na equação E = h x f. A alternativa C está errada porque a dependência é linear, e não quadrática como em outras grandezas físicas. A alternativa E está errada porque a energia não é constante: ela varia conforme a frequência muda. Passo 4: Conclusão: a alternativa D é a correta e coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Considere a relação entre frequência e energia na radiação eletromagnética.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter confundido a relação energia-frequência com a relação entre frequência e comprimento de onda, que é inversa (c = lambda x f). Assim, supõe que mais frequência significa menos energia.
Por que engana: Confundir a relação direta entre energia e frequência, acreditando que são inversamente proporcionais ou independentes.
O aluno pode acreditar que a energia depende apenas da amplitude ou da intensidade da onda, ignorando que, para fótons, a energia está ligada diretamente à frequência pela constante de Planck.
O aluno pode ter misturado a relação com a energia cinética (proporcional ao quadrado da velocidade) ou com a intensidade de ondas mecânicas, que dependem do quadrado da amplitude ou da frequência, e aplicou esse padrão à energia do fóton.
A relação é direta.
O aluno pode ter entendido que, por a velocidade da luz no vácuo ser constante, a energia da onda também seria constante. Ele confunde a constância de c com a constância da energia.
Raio-X da questão
frequência e energia
avaliacao
frequência da onda eletromagnética · energia de fótons
Revisar a relação entre frequência e energia na radiação eletromagnética.
Confundir a relação direta entre energia e frequência, acreditando que são inversamente proporcionais ou independentes.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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