PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 85 do ENEM PPL 2010

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Fenômenos ondulatórios: interferência, difração e polarização

Ao contrário dos rádios comuns (AM ou FM), em que uma única antena transmissora é capaz de alcançar toda a cidade, os celulares necessitam de várias antenas para cobrir um vasto território. No caso dos rádios FM, a frequência de transmissão está na faixa dos \text{MHz} (ondas de rádio), enquanto, para os celulares, a frequência está na casa dos \text{GHz} (micro-ondas). Quando comparado aos rádios comuns, o alcance de um celular é muito menor.

Considerando-se as informações do texto, o fator que possibilita essa diferença entre propagação das ondas de rádio e as de micro-ondas é que as ondas de rádio são

  1. A
    facilmente absorvidas na camada da atmosfera superior conhecida como ionosfera.
  2. B
    capazes de contornar uma diversidade de obstáculos como árvores, edifícios e pequenas elevações.
  3. C
    mais refratadas pela atmosfera terrestre, que apresenta maior índice de refração para as ondas de rádio.
  4. D
    menos atenuadas por interferência, pois o número de aparelhos que utilizam ondas de rádio é menor.
  5. E
    constituídas por pequenos comprimentos de onda que lhes conferem um alto poder de penetração em materiais de baixa densidade.
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Resolução comentada

A relação entre frequência e comprimento de onda é v = \lambda f. Como todas as ondas eletromagnéticas viajam no ar com a mesma velocidade c \approx 3\times10^8\ \text{m/s}, quanto menor a frequência, maior o comprimento de onda.

  1. Rádio FM: f \sim 10^8\ \text{Hz} (MHz), então \lambda = \dfrac{3\times10^8}{10^8} \approx 3\ \text{m}.
  2. Celular: f \sim 10^9\ \text{Hz} (GHz), então \lambda = \dfrac{3\times10^8}{10^9} \approx 0{,}3\ \text{m}, ou menos.

A difração é o fenômeno de a onda contornar obstáculos, e ela é mais intensa quando o comprimento de onda é comparável ou maior que o tamanho do obstáculo. As ondas de rádio, com \lambda de metros, contornam árvores, prédios e pequenas elevações e por isso chegam a toda a cidade com uma só antena. As micro-ondas, com \lambda bem menor, difratam pouco e são bloqueadas pelos obstáculos, o que exige muitas antenas (as células) para cobrir o território.

Portanto, o fator que explica a diferença de alcance é a capacidade das ondas de rádio de contornar obstáculos, ou seja, a difração.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA ionosfera reflete ondas de rádio de baixa frequência, mas isso não explica a cobertura de uma cidade, e o termo 'absorvidas' está incorreto.
  • CAfirma uma refração maior sem base no texto; a diferença decorre do comprimento de onda e da difração, não do índice de refração da atmosfera.
  • DAtribui a diferença à interferência por número de aparelhos, o que não tem relação com a propagação física das ondas.
  • EInverte a relação: as ondas de rádio têm comprimentos de onda grandes, e quem tem comprimento pequeno são as micro-ondas.

Assuntos: Fenômenos ondulatórios: interferência, difração e polarização, Ondas eletromagnéticas e espectro.

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