Questão 68 do ENEM PPL 2016

1º dia · Ciências da Natureza

Em mídias ópticas como CDs, DVDs e blue-rays, a informação é representada na forma de bits (zeros e uns) e é fisicamente gravada e lida por feixes de luz laser. Para gravar um valor “zero”, o laser brilha intensamente, de modo a “queimar” (tornar opaca) uma pequena área do disco, de tamanho comparável a seu comprimento de onda. Ao longo dos anos, as empresas de tecnologia vêm conseguindo aumentar a capacidade de armazenamento de dados em cada disco; em outras palavras, a área usada para se representar um bit vem se tornando cada vez mais reduzida.

Qual alteração da onda eletromagnética que constitui o laser permite o avanço tecnológico citado no texto?

  1. A
    A diminuição de sua energia.
  2. B
    O aumento de sua frequência.
  3. C
    A diminuição de sua amplitude.
  4. D
    O aumento de sua intensidade.
  5. E
    A diminuição de sua velocidade.
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Resolução comentada

O texto diz que a área queimada para gravar um "zero" tem tamanho comparável ao comprimento de onda do laser. Logo, para gravar bits em áreas cada vez menores, é preciso um laser de comprimento de onda cada vez menor.

A relação entre comprimento de onda e frequência vem da equação fundamental das ondas:

v = \lambda \cdot f \quad \Rightarrow \quad \lambda = \frac{v}{f}
  1. A luz do laser se propaga com velocidade v constante no meio (no vácuo, c = 3 \times 10^8\ \text{m/s}).
  2. Com v constante, \lambda e f são inversamente proporcionais.
  3. Para diminuir \lambda, é necessário aumentar f.

É por isso que o CD (laser infravermelho), o DVD (vermelho) e o blu-ray (azul-violeta, de frequência maior) armazenam quantidades crescentes de dados.

Energia, amplitude e intensidade não determinam o tamanho da marca gravada. A energia do fóton até aumenta com a frequência, mas isso é consequência, não a causa. A velocidade da luz não é o que muda.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA energia do fóton é proporcional à frequência; diminuí-la significaria diminuir a frequência e aumentar o comprimento de onda, o contrário do necessário.
  • CA amplitude está ligada à quantidade de energia transportada, não ao comprimento de onda nem ao tamanho da área gravada.
  • DA intensidade indica a potência do feixe e não altera o comprimento de onda, que define o tamanho mínimo da marca.
  • EA velocidade da luz no meio é constante; além disso, diminuí-la não é o que reduz o comprimento de onda no contexto do texto.

Assuntos: ondas eletromagnéticas, equação fundamental da ondulatória.

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