Ficha nº1

 

Espetros contínuos e descontínuos

1. Qual das expressões abaixo é válida para relacionar a frequência, f, das seguinte radiações: micro-ondas (mo), ultravioletas (UV), raios gama (y) e infravermelhos (IV)?

  

 

2. Considere o seguinte texto.

No início do século XVII, o famoso cientista Isaac Newton fez passar por um prisma a luz solar, denominada luz branca, e verificou a sua decomposição nas sete cores do arco-íris. Obteve, desta forma, um espetro aparentemente contínuo, ou seja, a passagem de uma cor para a outra é praticamente impercetível.

Considere os dois espetros, X e Y, representados a seguir.

2.1. Tendo por base os estudos realizados por Newton, resultantes da utilização do prisma ótico, que podemos concluir?

2.2. O espetro X é um espetro de emissão ou de absorção? Justifique.

2.3. De entre as seguintes afirmações indique a(s) verdadeira(s).

(A) Da comparação dos dois espetros podemos concluir que ambos se referem ao mesmo elemento químico.

(B) Da comparação dos dois espetros podemos concluir que estes se referem a elementos químicos diferentes.

(C) O espetro eletromagnético é o conjunto de todas as radiações visíveis.

(D) As radiações vermelhas são as mais energéticas do espetro eletromagnético visível.

2.4. Na tabela seguinte apresentam-se os comprimentos de onda de algumas radiações da zona visível do espetro eletromagnético.

2.4.1. Calcule a frequência de um fotão de radiação vermelha.

2.4.2. Estabeleça a relação entre a energia de uma radiação violeta e a de uma radiação vermelha.

2.4.3. De entre as segu intes opções selecione aquela que estabelece a seriação por ordem crescente de energia.

(A) Verde< Amarelo< Laranja< Vermelho

(B) Vermelho< Laranja< Azul< Verde

(C) Laranja< Verde< Anil< Violeta

(D) Anil< Azul< Verde< Violeta

 

3. O espetro eletromagnético é o intervalo completo de todas as possíveis frequências da radiação eletromagnética. Estende-se desde frequências abaixo das ondas de rádio até à radiação gama. Algumas são visíveis, podendo ser captadas pelo olho humano, no entanto, a maior parte delas são invisíveis aos nossos olhos.

3.1. Faça a correspondência entre as radiações da coluna I e as aplicações/efeitos da coluna II.

3.2. Radiações como raios X, luz verde, luz ultravioleta, micro-ondas ou ondas de rádio são caracterizadas pelo seu comprimento de onda (λ) e pela sua frequência (f). Selecione aopção que completa corretamente a afirmação seguinte.

Quando essas radiações se propagam no vácuo, apresentam o mesmo valor de ...

 

4. Considere os seguintes espetros.

4.1. Qual dos espetros pode ser obtido a partir da decomposição da luz visível?

4.2. Classifique cada um dos espetros representados, caracterizando-os.

4.3. De entre as afirmações seguintes, selecione a única correta.

(A) O espetro de um elemento é único permitindo a sua identificação.

(B) O espetro do elemento isolado é igual ao espetro do mesmo elemento combinado com outros elementos.

(C) As riscas coradas no espetro de absorção e as riscas negras no espetro de emissão de um mesmo elemento químico são coincidentes.

(D) Gases rarefeitos sujeitos a descargas elétricas originam um espetro de emissão contínuo.

 

5. O valor mínimo de energia da luz verde que pode ser emitido por um determinado semáforo é 2.5 x 10-19J.

a) Qual é a energia de um fotão desta luz verde?

b) Calcule a energia associada a um feixe de Luz verde com 0.025 moles de fotões.

c) Em relação à luz verde. a luz emitida pela lâmpada vermelha de um semáforo. tem:

(A) maior frequência e fotões de maior energia.

(B) menor frequência e fotões de maior energia.

(C) maior frequência e fotões de menor energia.

(D) menor frequência e fotões de menor energia.

 

6. O estudo da radiação emitida pelas estrelas, através da análise do seu espetro, permite obter informações acerca da sua composição química. O primeiro dos espetros representados na figura diz respeito ao espetro solar, enquanto os restantes referem-se a elementos químicos, como o Na, H, Ca, Hg e Ne.

6.1. Considere os espetros do Sol e do hidrogénio. Identifique as semelhanças e diferenças que são possíveis observar.

6.2. Relativamente ao espetro do Sol, podemos dizer tratar-se de um espetro ...

(A) ... contínuo e de emissão.

(B) ... descontínuo e de emissão.

(C) ... contínuo e de absorção.

(D) ... descontínuo e de absorção.

Selecione a opção correta .

6.3. O hidrogénio e o sódio podem fazer parte da constituição da estrela Sol? Justifique.

6.4. Relativamente aos espetros dos átomos apresentados, selecione a opção que completa a seguinte frase.

Estes espetros atómicos são ...

(A) ... contínuos, de absorção.

(B) ... contínuos, de emissão.

(C) ... descontínuos, de absorção.

(D) ... descontínuos, de emissão.

6.5. Selecione a opção que completa corretamente a seguinte frase.

Experimentalmente, o espetro de qualquer um dos elementos considerados pode ser obtido por ...

(A) ... interposição de uma amostra da substância em estudo, entre a fonte de luz e o prisma.

(B) ... decomposição das radiações emitidas por uma amostra de uma substância, previamente excitada.

(C) ... decomposição das radiações absorvidas por uma amostra de uma substância, previamente excitada.

(D) ... decomposição das radiações absorvidas por uma amostra de uma substância, durante o processo de absorção de energia.

 

7. Um feixe de luz ultravioleta contendo mil milhões de fotões tem a energia de 2,8 x 10-9 J .

a) Calcule a energia de cada fotão desta luz UV.

b) Que valor poderá corresponder a um feixe de luz visível, contendo o mesmo número de fotões?

(A) 2,8 x 10-8 J

(B) 5,4 x 10-10 J

(C) 3.3 X 10-9 J

(D) 1,3 x 10 -8 J

 

8. Indique, justificando. qual emite mais energia por unidade de tempo: um ponteiro laser vermelho ou um aquecedor de infravermelhos?

 

9. O primeiro micro-ondas foi patenteado no início da década de 50 do século XX nos Estados Unidos pelo engenheiro eletrónico Percy Spence. Os micro-ondas mais práticos e eficientes foram desenvolvidos nos anos 70 e a partir daí ganharam grande popularidade, sendo amplamente utilizados em residências e no comércio.

9.1. Em relação ao princípio de funcionamento de um micro-ondas, selecione a opção correta.

(A) O micro-ondas funciona com radiações eletromagnéticas de frequência superior à da radiação infravermelha.

(B) O micro-ondas funciona com radiações eletromagnéticas de frequência inferior à da radiação visível.

(C) O micro-ondas funciona com radiações eletromagnéticas de comprimento de onda inferior à da radiação infravermelha.

(D) O micro-ondas funciona com radiações eletromagnéticas de comprimento de onda inferior à da radiação visível.

9.2. Em geral, o comprimento de onda das ondas eletromagnéticas geradas num micro-ondas é cerca de 1220 nm .

Selecione a opção que apresenta a expressão que permite determinar corretamente a frequência dessa radiação.

 

10. Os espetros seguintes são de uma estrela e do hidrogénio atómico. O espetro da estrela tem um fundo colorido e o espetro do hidrogénio tem um fundo escuro.

a) Selecione a opção que completa corretamente a frase.

O espetro da estrela é de ... e o espetro atómico do hidrogénio é de ... , sendo ambos espetros ...

(A) absorção ... emissão ... descontínuos.

(B) absorção ... emissão ... continuos.

(C) emissão ... absorção ... descontínuos.

(D) emissão ... absorção ... continuos.

b) As linhas verticais que surgem sobre o fundo nos espetros representados são chamadas:

(A) marcas.

(B) bandas.

(C) traços.

(D) riscas.

 

11. Considere dois feixes de luz, A e B, de frequências, respetivamente, 2,0 x 1010 Hz e 4,0 x 1011 Hz.

11.1. Consultando o espetro eletromagnético, identifique o tipo de radiação que constitui cada um dos feixes.

11.2. Qual dos feixes de luz possui fotões que transportam maior energia?

11.3. Selecione a opção que traduz a relação correta entre os comprimentos de onda dos dois feixes de luz.

(A) λA == 0,05 λB

(B) λA == 0,5 λB

(C) λA == 2 λB

(D) λA = 20 λB

 

12. A figura seguinte diz respeito a um espetro de emissão.

a) Selecione a opção que completa corretamente a frase. O espetro apresentado é ... , o que é evidenciado pela presença de riscas ... sobre um fundo ...

(A) contínuo ... coloridas ... negra.

(B) descontínuo ... negras ... colorido.

(C) descontínuo ... coloridas ... negro.

(D) contínuo ... negras ... colorido.

b) Das seguintes fontes de luz, selecione a que possa originar o espetro representado.

(A) Gás sujeito a descargas elétricas

(B) Lâmpada de halogéneo

(C) Luz proveniente do sol

(D) Lâmpada de incandescência

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