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Questão 74 (CFS 2) da EEAR 2022

CFS 2 · Física: Ondas eletromagnéticas e espectro

– Os diversos tipos de ondas eletromagnéticas recebem diferentes nomes e formam um conjunto denominado espectro eletromagnético. Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que descreve corretamente os conceitos da Física envolvidos na classificação do espectro.

  1. A
    As ondas de rádio são utilizadas na transmissão de informações e, devido ao maior comprimento de onda, necessitam de um meio material para se propagarem.
  2. B
    A região da luz visível, apesar de fazer parte do espectro eletromagnético, é composta por ondas mecânicas e compreende uma faixa do espectro que é perceptível ao olho humano.
  3. C
    Os raios X são ondas eletromagnéticas que podem ser geradas em tubos de vácuo e apresentam frequências compreendidas entre 10^{16}\,\text{Hz} e 10^{20}\,\text{Hz}, e, consequentemente, devem apresentar comprimentos de onda que variam de 10^8\,\text{m} a 10^{12}\,\text{m}.
  4. D
    A radiação na faixa do infravermelho é um tipo de onda eletromagnética e, portanto, é constituída por ondas transversais, nas quais os campos elétrico e magnético que as formam variam perpendicularmente entre si e à direção de propagação da onda.
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Resolução comentada

Ondas eletromagnéticas são formadas por campos elétrico e magnético oscilando perpendicularmente entre si e também perpendiculares à direção de propagação. Por isso são ondas transversais, e não precisam de meio material. Vamos testar cada alternativa com esse conceito.

  1. Ondas de rádio são eletromagnéticas e se propagam no vácuo. Dizer que precisam de meio material está errado, então a (A) cai.

  2. A luz visível é eletromagnética, não mecânica. A (B) cai.

  3. Nos raios X, a relação é \lambda = c/f. Com c = 3\times10^8\ \text{m/s}:

f = 10^{16}\ \text{Hz} \Rightarrow \lambda = \frac{3\times10^{8}}{10^{16}} = 3\times10^{-8}\ \text{m}
f = 10^{20}\ \text{Hz} \Rightarrow \lambda = \frac{3\times10^{8}}{10^{20}} = 3\times10^{-12}\ \text{m}

Os comprimentos de onda ficam entre cerca de 10^{-12}\ \text{m} e 10^{-8}\ \text{m}, e não entre 10^{8} e 10^{12}\ \text{m}. Além disso, frequência maior dá comprimento menor. A (C) cai pelos expoentes positivos.

  1. A (D) diz que o infravermelho é eletromagnético, transversal, com campos elétrico e magnético perpendiculares entre si e à direção de propagação. Isso é exatamente o modelo descrito acima.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa C engana porque a parte inicial (raios X em tubos de vácuo, frequências corretas) está certa, e só o final, com os expoentes de sinal trocado, está errado.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aondas de rádio são eletromagnéticas e se propagam no vácuo, sem precisar de meio material.
  • Ba luz visível é onda eletromagnética, não mecânica.
  • Cas frequências citadas dão comprimentos de onda de 10^{-12} a 10^{-8}\ \text{m}, não 10^{8} a 10^{12}\ \text{m}; o sinal do expoente está trocado.

Assunto: Ondas eletromagnéticas e espectro.

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Fonte: EEAR 2022 · CFS 2. Prova oficial ↗