Um fóton ultravioleta tem comprimento ? = 250 nm. Calcule a energia E do fóton em joules usando E = h·f, com h…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um fóton ultravioleta tem comprimento ? = 250 nm. Calcule a energia E do fóton em joules usando E = h·f, com h = 6.6×10^-34 J·s e c = 3.0×10^8 m/s.
- A) E ˜ 7.9×10^-19 J
- B) E ˜ 1.2×10^-14 J
- C) E ˜ 3.6×10^-19 J
- D) E = 6.6×10^-34 J
- E) E ˜ 4.0×10^-16 J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O comprimento de onda do fóton é lambda = 250 nm = 250 x 10^-9 m = 2,5 x 10^-7 m. Constantes: h = 6,6 x 10^-34 J·s e c = 3,0 x 10^8 m/s.
- Calcule a frequência pela relação c = lambda·f, isto é, f = c / lambda = (3,0 x 10^8) / (2,5 x 10^-7) = 1,2 x 10^15 Hz.
- Calcule a energia pela relação E = h·f = (6,6 x 10^-34) x (1,2 x 10^15) = 7,92 x 10^-19 J, que arredondado é 7,9 x 10^-19 J.
- Conclusão. A alternativa A é a correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa B está errada, pois a ordem de grandeza 10^-14 J exige um erro de potências de dez no cálculo. A alternativa C está errada, pois 3,6 x 10^-19 J corresponde a um comprimento de onda de cerca de 550 nm, não 250 nm. A alternativa D está errada, pois 6,6 x 10^-34 J é apenas o valor da constante h, que não é uma energia. A alternativa E está errada, pois 4,0 x 10^-16 J tem ordem de grandeza muito maior que a energia de um fóton ultravioleta, resultado de erro de conversão de unidades.
💡 Dica: Use a relação entre frequência e comprimento de onda para encontrar a frequência.
Alternativa por alternativa
f = c/? = 3.0×10^8 / 250×10^-9 = 1.2×10^15 Hz; E = h·f = 6.6×10^-34 J·s × 1.2×10^15 Hz ˜ 7.9×10^-19 J.
O aluno provavelmente errou as potências de dez ao converter nm ou ao combinar 10^15 com 10^-34, obtendo uma energia com expoente incorreto. A conta de 6,6 x 1,2 está certa, mas o expoente final ficou errado.
Por que engana: Confundir a relação entre frequência e comprimento de onda, utilizando valores incorretos na fórmula de energia.
O aluno provavelmente usou um comprimento de onda de 550 nm (valor típico da luz visível) em vez de 250 nm do enunciado, o que gera 3,6 x 10^-19 J. Ele leu mal o dado do enunciado ou trocou o valor ao substituir na fórmula.
O aluno acredita que a energia é igual à constante de Planck, confundindo E com h. Ele não substituiu os dados de comprimento de onda e frequência na fórmula.
O aluno provavelmente errou a conversão de nanômetros para metros ou inverteu a operação ao calcular a frequência, resultando em valor com ordem de grandeza muito grande. Não percebeu que a energia de um fóton ultravioleta é da ordem de 10^-19 J.
Raio-X da questão
energia do fóton
avaliacao
cálculo de energia de fótons · fórmulas de física
Revisar a relação entre energia, frequência e comprimento de onda de fótons.
Confundir a relação entre frequência e comprimento de onda, utilizando valores incorretos na fórmula de energia.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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