PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 64 da UNICAMP 2017

1ª fase · Física: Ondas eletromagnéticas e espectro

Considere que, de forma simplificada, a resolução máxima de um microscópio óptico é igual ao comprimento de onda da luz incidente no objeto a ser observado. Observando a célula representada na figura abaixo, e sabendo que o intervalo de frequências do espectro de luz visível está compreendido entre 4{,}0 \times 10^{14}\text{ Hz} e 7{,}5 \times 10^{14}\text{ Hz}, a menor estrutura celular que se poderia observar nesse microscópio de luz seria
(Se necessário, utilize c = 3\times 10^8\text{ m/s}.)

Ilustração em corte de uma célula vegetal destacando quatro organelas celulares e seus respectivos tamanhos: Mitocôndria (1000 nm), Retículo Endoplasmático (420 nm), Ribossomo (25 nm) e Cloroplasto (2000 nm).

(Adaptado de http://educacao.uol.com.br/disciplinas/ciencias/celulas-conheca-a-historia-de-sua-descoberta-e-entenda-sua-estrutura.htm. Acessado em 25/10/2016.)

  1. A
    o ribossomo.
  2. B
    o retículo endoplasmático.
  3. C
    a mitocôndria.
  4. D
    o cloroplasto.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A resolução máxima do microscópio é igual ao comprimento de onda \lambda da luz usada. Só dá para observar estruturas com tamanho maior ou igual a \lambda. Quanto menor o \lambda, menor a estrutura que se enxerga. Por isso precisamos do menor comprimento de onda da luz visível, que corresponde à maior frequência.

A relação entre as grandezas é c = \lambda f, ou seja, \lambda = \dfrac{c}{f}.

  1. Maior frequência do visível: f = 7{,}5\times 10^{14}\ \text{Hz}.
  2. Calculamos o comprimento de onda:
    \lambda = \frac{3\times 10^{8}}{7{,}5\times 10^{14}} = 0{,}4\times 10^{-6}\ \text{m} = 4{,}0\times 10^{-7}\ \text{m} = 400\ \text{nm}

Assim, a resolução máxima é de 400 nm, e só se observam estruturas com tamanho de pelo menos 400 nm.

Comparando com as organelas da figura:

  • Ribossomo: 25 nm, menor que 400 nm, não é visível.
  • Retículo endoplasmático: 420 nm, maior que 400 nm, é visível.
  • Mitocôndria: 1000 nm, visível.
  • Cloroplasto: 2000 nm, visível.

A menor delas que ainda pode ser observada é o retículo endoplasmático, com 420 nm.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO ribossomo tem 25 nm, bem abaixo de 400 nm, então está além da resolução do microscópio óptico.
  • CA mitocôndria (1000 nm) é visível, mas não é a menor estrutura visível; o retículo é menor.
  • DO cloroplasto (2000 nm) é a maior organela da figura, não a menor observável.

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

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Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2017. Prova oficial ↗