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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 42 (1º exame) da FUVEST 1999

1º exame · Física: Ondas eletromagnéticas e espectro

– Considere três situações em que um raio de luz se desloca no vácuo:

I. nas proximidades de uma esfera carregada eletricamente, representada na figura I.

II. nas proximidades do pólo de um ímã, representada na figura II.

III. nas proximidades de um fio percorrido por corrente elétrica i, representada na figura III.

Esquema com três situações numeradas de (I) a (III): na situação (I), uma esfera carregada com cargas positivas e uma seta horizontal indicando a trajetória de um raio de luz passando acima dela; na situação (II), um ímã em barra com polos N e S e uma seta vertical para baixo indicando a trajetória de um raio de luz próximo ao polo S; na situação (III), um fio percorrido por uma corrente elétrica i e uma seta paralela indicando a trajetória de um raio de luz.

Podemos afirmar que o raio de luz

  1. A
    não é desviado em qualquer das três situações.
  2. B
    é desviado nas três situações.
  3. C
    só é desviado nas situações I e II.
  4. D
    só é desviado nas situações II e III.
  5. E
    só é desviado na situação I.
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Resolução comentada

A luz é uma onda eletromagnética, formada por campos elétrico e magnético oscilantes, e os fótons que a compõem não têm carga elétrica. Uma força elétrica (F = qE) ou magnética (F = qvB\,\sen\theta) só age sobre o que tem carga, e o fóton é neutro. Por isso, campos elétricos e magnéticos estáticos não desviam a luz.

Analisando cada situação:

  1. Situação I: a esfera carregada cria um campo elétrico à sua volta. Como o fóton é neutro, esse campo não exerce força sobre ele, e o raio segue reto.
  2. Situação II: o ímã cria um campo magnético. A força magnética exige carga em movimento, e o fóton não tem carga. Não há desvio.
  3. Situação III: o fio com corrente cria um campo magnético ao redor. Pelo mesmo motivo, a luz não é desviada.

O desvio gravitacional da luz existe, mas é desprezível nessas situações, e a questão trata apenas de efeitos elétricos e magnéticos. Nas três situações o raio mantém a trajetória retilínea no vácuo.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BSupõe que campos elétricos e magnéticos desviam a luz, esquecendo que o fóton não tem carga.
  • CAceita desvio por campo elétrico (I) e magnético (II), mas nenhum deles age sobre a luz.
  • DAdmite desvio por campos magnéticos (ímã e corrente), mas o fóton neutro não sofre força magnética.
  • EPensa que a esfera carregada desvia a luz, mas o campo elétrico não age sobre partículas neutras.

Assunto: Ondas eletromagnéticas e espectro.

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Ver como caiu na prova Questão 42 no caderno V da FUVEST 1999

Fonte: FUVEST 1999 · 1º exame. Prova oficial ↗