PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 75 do ENEM PPL 2013
Devido à sua resistência mecânica, baixa condutividade térmica e transparência à luz, o vidro tem sido cada vez mais utilizado na construção civil, aplicado em portas, janelas e telhados. Sua transparência é importante porque resulta em uma grande economia da energia elétrica usada na iluminação interna do ambiente. Microscopicamente, a transparência ocorre devido à forma com que a luz incidente interage com os elétrons dos átomos que compõem o material vítreo.
A transparência pode ser explicada, considerando-se que a luz
- Aé absorvida pelos elétrons e transformada em calor.
- Bé absorvida pelos elétrons e reemitida em todas as direções.
- Cnão é absorvida pelos elétrons e é espalhada em diversas direções.
- Dnão é absorvida pelos elétrons e continua seu caminho em trajetórias regulares.
- Eé absorvida pelos elétrons e reemitida de volta pela mesma trajetória de onde veio.
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Resolução comentada
Um material é transparente quando a luz o atravessa sem se desviar, mantendo a trajetória, de modo que é possível enxergar nitidamente através dele.
Microscopicamente, isso depende da interação da luz com os elétrons dos átomos:
- Um elétron só absorve um fóton se a energia deste for igual à diferença de energia entre dois níveis permitidos para ele (transição eletrônica).
- No vidro, os elétrons estão em níveis com grande separação de energia (grande lacuna entre os níveis). Os fótons da luz visível têm energia menor que essa diferença.
- Então a luz visível não é absorvida pelos elétrons e passa pelo material.
- Como não há absorção nem reemissão em direções aleatórias, a luz segue em trajetórias regulares, o que permite ver os objetos do outro lado.
Se a luz fosse absorvida e transformada em calor (A), o vidro seria opaco. Se fosse absorvida e reemitida em todas as direções (B) ou espalhada (C), o vidro seria translúcido ou opaco, como um vidro fosco, sem imagem nítida. Se fosse reemitida pelo mesmo caminho (E), teríamos reflexão, como num espelho.
A explicação da transparência é, portanto, a luz não ser absorvida e seguir seu caminho regular.
Alternativa D.
Por que as outras alternativas estão erradas
- Aa absorção com transformação em calor tornaria o vidro opaco, não transparente.
- Babsorção e reemissão em todas as direções gera espalhamento, e não permite ver nitidamente através do vidro.
- Cdiz corretamente que não há absorção, mas o espalhamento em várias direções produziria um material translúcido (vidro fosco).
- Ea reemissão pela mesma trajetória descreve reflexão, como em um espelho, não transmissão.
Assuntos: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico, Ondas eletromagnéticas e espectro.
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