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Questão 135 do ENEM 2025

2º dia · Ciências da Natureza · H1 · Física: Ondas eletromagnéticas e espectro

A icterícia é uma doença que acomete recém-nascidos e pode ser tratada com um método de fototerapia conhecido como banho de luz, que consiste na exposição do recém-nascido a uma fonte luminosa equipada com LEDs azuis. Para o monitoramento da dosagem dessa radiação, é utilizada a resposta óptica de um sensor constituído de materiais orgânicos que luminescem quando expostos à luz azul. Com o passar do tempo, essa radiação oxida os materiais do sensor, alterando sua coloração de vermelho-laranja para verde, o que indica o final do tratamento.

O gráfico apresenta o espectro de fotoluminescência do sensor em função do comprimento de onda da luz emitida no início do tratamento, quando o sensor, colado na fralda do bebê (Figura 1), luminesce na região do vermelho-laranja (\sim 600\text{ nm}). A Figura 2 apresenta a evolução da coloração do sensor, mostrando que a frequência da luz emitida por ele aumenta em função do tempo de exposição à luz azul.

Gráfico do espectro de fotoluminescência (u.a.) em função do comprimento de onda (nm) com pico em 600 nm; Figura 1: fotografia de recém-nascido recebendo banho de luz azul com sensor em forma de coração na cor vermelha fixado na fralda; Figura 2: diagrama com setas verticais indicando o aumento da frequência e do tempo de exposição de 0 h a 12 h, acompanhado da mudança de cor do sensor em formato de coração de vermelho, passando por laranja e amarelo-esverdeado, até verde.

SILVA, M. M. et al. Fabricação de sensor orgânico flexível para aplicação em terapia com luz azul. Tecnol. Metal. Mater. Miner., n. 3, jul.-set. 2011 (adaptado).

Os espectros de fotoluminescência do sensor no início e no final do tratamento estão esboçados no gráfico:

  1. A
    Gráfico de fotoluminescência versus comprimento de onda em que a curva no final do tratamento (tracejada) tem pico deslocado para a esquerda, em torno de 560 nm
  2. B
    Gráfico de fotoluminescência versus comprimento de onda em que a curva no final do tratamento (tracejada) tem pico deslocado para a direita, em torno de 635 nm
  3. C
    Gráfico de fotoluminescência versus comprimento de onda em que a curva no final do tratamento (tracejada) mantém o pico em 600 nm, com menor intensidade
  4. D
    Gráfico de fotoluminescência versus comprimento de onda em que a curva no final do tratamento (tracejada) mantém o pico em 600 nm, com maior intensidade
  5. E
    Gráfico de fotoluminescência versus comprimento de onda em que as curvas no início e no final do tratamento se sobrepõem exatamente
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Resolução comentada

O que a questão pede é ligar cor, frequência e comprimento de onda. Para qualquer onda luminosa vale v = \lambda \cdot f, e no mesmo meio a velocidade v é constante. Então frequência e comprimento de onda são inversamente proporcionais: se f aumenta, \lambda diminui.

Agora, os dados do enunciado:

  1. No início, o sensor emite vermelho-laranja, com pico em \sim 600\ \text{nm}.
  2. A Figura 2 mostra que, com a exposição, a frequência da luz emitida aumenta (vermelho, laranja, amarelo-esverdeado, verde).
  3. Frequência maior significa comprimento de onda menor, então o pico se desloca para valores menores que 600\ \text{nm}, ou seja, para a esquerda no gráfico.
  4. Isso combina com a cor verde, que tem comprimento de onda menor que o vermelho-laranja (em torno de 550\ \text{nm}).

As alternativas C, D e E mantêm o pico em 600\ \text{nm}, o que não representa mudança de cor. A alternativa B desloca o pico para a direita, isto é, para comprimentos de onda maiores e frequências menores, o que contraria a Figura 2. Só a alternativa A mostra o pico da curva final deslocado para a esquerda, perto de 560\ \text{nm}.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa B engana quem esquece que frequência e comprimento de onda são inversamente proporcionais e associa frequência maior a deslocamento para a direita.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Bdesloca o pico para a direita (maior comprimento de onda, menor frequência), o contrário do que a Figura 2 indica.
  • Csó reduz a intensidade e mantém o pico em 600 nm, sem mudança de cor.
  • Dsó aumenta a intensidade e mantém o pico em 600 nm, sem mudança de cor.
  • Eas curvas iguais indicam que a cor não muda, contradizendo a passagem de vermelho-laranja para verde.

Assuntos: Ondas eletromagnéticas e espectro, Ondas: conceitos e equação fundamental.

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