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Física na Veia

A Física e a pandemia do novo Coronavírus nos vestibulares - parte 2

Dulcidio Braz Jr

Dulcidio Braz Jr. é físico pelo Instituto de Física "Gleb Wataghin" (IFGW) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), onde atuou como pesquisador no Departamento de Eletrônica Quântica antes de perceber que seu caminho era o da educação. É pioneiro no Brasil no ensino de relatividade, quântica e cosmologia para jovens estudantes do final do ensino médio e início do curso superior. Hoje, além de professor, é autor de materiais didáticos e faz questão de dizer que, aqui no blog, é professor e aluno em tempo integral --enquanto ensina, também aprende.

06/01/2021 15h26Atualizada em 08/01/2021 10h16

Publiquei ontem o primeiro de três artigos que pretendem exemplificar como a pandemia do novo coronavírus pode ser cobrada em questões de Física nos vestibulares. Se você não viu, confira aqui o texto com as duas primeiras questões.

Publico hoje uma terceira questão que aborda raciocínio lógico e interpretação de texto envolvendo a Equação Fundamental da Ondulatória que você confere logo abaixo.

Equação fundamental da Ondulatória - Dulcidio Braz Jr /  Física na veia - Dulcidio Braz Jr /  Física na veia
Imagem: Dulcidio Braz Jr / Física na veia

A Equação Fundamental da Ondulatória nos diz, de forma direta e sem firulas, que a velocidade de propagação de uma onda é igual ao produto do comprimento de onda pela frequência da onda.

Vamos à questão proposta! Espero que goste da ideia que está por trás dela e foi inspirada na questão 64 da prova do vestibular de Física da Unicamp, primeira fase, 2017, e que depois você pode conferir em Anglo Resolve, trabalho primoroso dos meus colegas autores de Física do Sistema Anglo de Ensino.

Questão 3. Considere que, de forma simplificada, a resolução máxima de um microscópio óptico seja igual ao comprimento de onda da luz incidente no objeto a ser observado. Em outras palavras, o menor objeto que pode ser visto através de um microscópio óptico deve ter tamanho igual ao menor comprimento de onda da luz visível. Considere ainda os seguintes dados:

Tabela - Dulcidio Braz Jr /  Física na veia - Dulcidio Braz Jr /  Física na veia
Imagem: Dulcidio Braz Jr / Física na veia

Nestas condições, é correto afirmar que:
a) É possível observar o vírus SarsCoV2 através de um microscópio óptico iluminando-o com luz vermelha.
b) É possível observar o vírus SarsCoV2 através de um microscópio óptico iluminando-o com luz violeta.
c) Só é possível observar o vírus SarsCoV2 através de um microscópio que opere fora do espectro visível e na faixa do infravermelho.
d) Só é possível observar o vírus SarsCoV2 através de um microscópio que opere fora do espectro visível e na faixa do ultravioleta.

RESOLUÇÃO:

A equação fundamental da Ondulatória, chamando a velocidade v da luz no vácuo de c, diz que:

Calc 01 - Dulcidio Braz Jr /  Física na veia - Dulcidio Braz Jr /  Física na veia
Imagem: Dulcidio Braz Jr / Física na veia

Para observar o vírus do SarsCoV2 por um microscópio ou equipamento equivalente, devemos "iluminá-lo" com radiação eletromagnética cujo comprimento de onda seja menor ou igual ao tamanho do vírus, ou seja, menor ou igual a 130 nm. A partir desta informação e da equação fundamental da Ondulatória, podemos obter os valores de frequência da radiação eletromagnética que devemos usar para "iluminar" e enxergar o vírus no equipamento:

Cal 02 - Dulcidio Braz Jr /  Física na veia - Dulcidio Braz Jr /  Física na veia
Imagem: Dulcidio Braz Jr / Física na veia

Note que encontramos um valor de frequência maior do que a frequência da luz violeta, extremo superior do espectro visível.

Logo, para conseguirmos uma imagem do vírus, precisamos usar radiação eletromagnética com frequência maior do que a da luz violeta (visível) e, portanto, na faixa do ultravioleta.

Resposta: alternativa D

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Por hoje é isso! Amanhã, no "A Física e a pandemia do novo Coronavírus nos vestibulares - parte 3" vou propor mais duas questões que abordam os termômetros digitais que medem a temperatura de um objeto sem contato com ele. Tais termômetros têm sido muito úteis para controlar a temperatura de pessoas em locais de grande circulação humana na tentativa de detectar indivíduos com estado febril, um dos sintomas característicos da CoViD19. Aguarde!

Abraço do prof. Dulcidio! Física na veia! E, se for prestar vestibular, desde já, boa prova!