Uma cooperativa agrícola instala sensores para monitorar a iluminação de uma estufa. O sensor A é calibrado…

Questão

Uma cooperativa agrícola instala sensores para monitorar a iluminação de uma estufa. O sensor A é calibrado para a luz de uma luminária que emite principalmente em 500 nm; o sensor B, para a luz de uma lâmpada de inspeção que emite principalmente em 350 nm. Para comparar as radiações, a equipe considera que ambas se propagam no ar com velocidade aproximada de 3,0 x 10^8 m/s e registra que o sensor só responde quando a radiação está dentro da faixa para a qual foi calibrado. A lâmpada de inspeção é usada por pouco tempo para verificar marcas em folhas, enquanto a luminária mantém a iluminação de cultivo por várias horas. Construa um modelo que relacione comprimento de onda e frequência para as duas fontes da estufa. Apresente as frequências aproximadas, identifique qual radiação tem maior frequência e explique o que esses dados permitem concluir sobre a compatibilidade das fontes com os sensores e sobre um cuidado pertinente no uso da lâmpada de inspeção.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

O modelo é c = ?f, portanto f = c/?: mantendo-se a velocidade de propagação aproximadamente constante, a frequência aumenta quando o comprimento de onda diminui. Para a luminária, 500 nm = 5,0 x 10^-7 m e f aprox. (3,0 x 10^8)/(5,0 x 10^-7) = 6,0 x 10^14 Hz. Para a lâmpada de inspeção, 350 nm = 3,5 x 10^-7 m e f aprox. (3,0 x 10^8)/(3,5 x 10^-7) = 8,6 x 10^14 Hz. Assim, a radiação da lâmpada de inspeção tem frequência maior e está na faixa do ultravioleta próximo, enquanto a luminária emite luz visível. A frequência, por si só, não garante que um sensor responderá: cada sensor precisa estar calibrado para a faixa espectral da fonte. Como a fonte ultravioleta pode causar danos com exposição, seu uso deve ser breve e acompanhado de proteção adequada, evitando exposição direta dos olhos e da pele.

Explicação

A relação entre velocidade, comprimento de onda e frequência permite calcular e comparar as duas fontes. A compatibilidade do sensor depende de sua faixa de detecção, e a exposição à radiação ultravioleta requer cuidado.

Raio-X da questão

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