Question

B.6) A Assembleia Geral das Nações Unidas decidiu que o ano de 2015 seria considerado o ano internacional da luz. Entender a natureza da luz sempre foi um desafio para o homem. Depois dos trabalhos da relatividade de Albert Einstein e da física quântica, muito sobre a luz foi compreendido. Um ponto interessante para esta prova é que a luz pode se comportar como um conjunto de partículas chamadas de fótons. Cada fóton carrega uma quantidade específica de energia e isso o identifica.
Quando o olho humano recebe um conjunto de fótons iguais (cada um transporta a mesma energia), a visão “cria” uma cor específica conforme tabela abaixo. Os fótons que possuem uma energia menor que 2,55×10-19 J (infravermelhos) ou maior que 5,10×10-19 J (ultravioleta) representam luz invisível, pois não são convertidos pelo olho em impulsos nervosos. O laser é uma fonte de luz visível; logo, é um emissor de fótons visíveis. Se certo laser tem uma potência de 0,00168 W e emite 4×1015 fótons por segundo, qual será a cor de seu raio de luz?
a) vermelho
b) violeta
c) amarelo
d) azu

Answer 1

Potência na física é uma grandeza que representa a quantidade de energia que é convertida em outra ou que um trabalho é realizado por unidade de tempo. No Sistema Internacional a unidade é o [P] = J/s = W(Watt).

O laser tem uma potência de $0,00168W$ ou $1,68*10^{-3} J/s$. E emite $4*10^{15}$ fótons/s.

Para saber a quantidade de energia que cada fóton está carregando, basta dividir a potência pelo número de fótons total, então:

$\frac{1,68*10^{-3}}{4*10^{15}} = 0,42*10^{-18}$
$4,2*10^{-19} J/foton$

Analisando a tabela, pode-se concluir que os fótons que tem essa energia são os da cor azul.

Gabarito letra D