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Questão 11 — O projeto internacional DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) é um gigantesco experimento idealizado para o estudo de neutrinos. Para a detecçã…

UNICAMP 2025 Questão 11

O projeto internacional DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) é um gigantesco experimento idealizado para o estudo de neutrinos. Para a detecção da luz emitida quando os neutrinos atravessam enormes tanques de argônio líquido, foi projetado na Unicamp um dispositivo chamado Arapuca, cuja função é aumentar a área de coleta da luz, confinando-a no interior de uma caixa que contém os sensores. Antes de entrar na Arapuca, a luz emitida, de comprimento de onda $\lambda_1 = 128\ \text{nm}$, incide num material que tem por finalidade modificar o comprimento de onda da radiação, de modo que, ao emergir desse material, o novo comprimento de onda da luz passe a ser $\lambda_2 = 350\ \text{nm}$. Considere que, nessa etapa do experimento, ambos os feixes luminosos de comprimentos de onda $\lambda_1$ e $\lambda_2$ propagam-se no mesmo meio. Sendo $f_1$ a frequência e $v_1$ a velocidade da luz no comprimento de onda $\lambda_1$, e $f_2$ a frequência e $v_2$ a velocidade da luz no comprimento de onda $\lambda_2$, pode-se afirmar que

Assinale a alternativa correta.

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Resolução

Resposta correta: Letra B — a frequência $f_2$ é menor que a frequência $f_1$; a velocidade $v_2$ é igual à velocidade $v_1$.

A questão aborda conceitos fundamentais de óptica e física moderna, especialmente sobre a relação entre frequência, comprimento de onda e velocidade de propagação da luz em um meio. O experimento citado utiliza um material que altera o comprimento de onda da luz (de 128 nm para 350 nm), fenômeno típico de processos de emissão secundária, como fluorescência. O ponto central é entender que, ao mudar o comprimento de onda, a luz emitida é resultado de um novo processo físico, não apenas de refração. Como ambos os feixes (antes e depois) se propagam no mesmo meio, a velocidade da luz ($v$) permanece a mesma para ambos. A relação fundamental é $v = f \lambda$, então, se $v$ é constante e $\lambda_2 > \lambda_1$, necessariamente $f_2 < f_1$. Assim, a frequência diminui quando o comprimento de onda aumenta, mantendo a velocidade constante no mesmo meio. Portanto, a alternativa correta é a B.

Comentários por alternativa

  1. A a frequência $f_2$ é maior que a frequência $f_1$; a velocidade $v_2$ é igual à velocidade $v_1$.
    Errada. A alternativa A afirma que a frequência aumenta com o aumento do comprimento de onda, o que contraria a relação $v = f \lambda$ (com $v$ constante, frequência e comprimento de onda são inversamente proporcionais).
  2. B a frequência $f_2$ é menor que a frequência $f_1$; a velocidade $v_2$ é igual à velocidade $v_1$.
    Correta. A alternativa B está certa porque, mantendo a velocidade da luz constante no mesmo meio, o aumento do comprimento de onda implica diminuição da frequência, de acordo com $v = f \lambda$.
  3. C a frequência $f_2$ é igual à frequência $f_1$; a velocidade $v_2$ é maior que a velocidade $v_1$.
    Errada. A alternativa C erra ao afirmar que as frequências são iguais e que a velocidade muda. Como ambos se propagam no mesmo meio, a velocidade é igual, mas a frequência muda.
  4. D a frequência $f_2$ é igual à frequência $f_1$; a velocidade $v_2$ é menor que a velocidade $v_1$.
    Errada. A alternativa D incorretamente afirma que as frequências são iguais e que a velocidade diminui, o que não ocorre já que ambos os feixes estão no mesmo meio.
  5. E
    Sem conteúdo. A alternativa E está em branco e, portanto, não pode ser considerada.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7
1. Qual é a relação entre frequência, comprimento de onda e velocidade de propagação da luz em um meio?
A relação é dada por $v = f \lambda$, onde $v$ é a velocidade, $f$ a frequência e $\lambda$ o comprimento de onda.
2. O que acontece com a frequência da luz quando o comprimento de onda aumenta em um mesmo meio?
A frequência diminui, pois frequência e comprimento de onda são inversamente proporcionais se a velocidade é constante.
3. Por que a velocidade da luz não muda ao alterar o comprimento de onda no mesmo meio?
Porque a velocidade da luz em um meio depende apenas das propriedades do meio, não do comprimento de onda da luz.
4. O que é fluorescência no contexto da óptica?
Fluorescência é a emissão de luz por um material após absorver radiação, geralmente com comprimento de onda maior que o da radiação absorvida.
5. Como a energia de um fóton se relaciona com sua frequência?
A energia do fóton é $E = h f$, onde $h$ é a constante de Planck e $f$ a frequência da luz.
6. O que caracteriza uma mudança de comprimento de onda por emissão secundária?
Caracteriza-se por absorção de um fóton e emissão de outro, geralmente com menor energia e maior comprimento de onda.
7. Se dois feixes de luz têm diferentes comprimentos de onda mas se propagam no mesmo meio, suas velocidades são iguais?
Sim, no mesmo meio a velocidade da luz é a mesma para ambos, independentemente do comprimento de onda.

Treino guiado

Detonando o Tema

O DIMVS vai preparar 3 perguntas sobre o mesmo tema desta questão: uma fácil, uma média e uma difícil.

1. Comece pelo fácil 2. Suba para o médio 3. Feche no difícil

Ao responder, você vê a resolução, comentários das alternativas e flashcards. No fim, o resultado mostra seu domínio do tema.

UNICAMP · 2025 · 1º Fase · Questão 11