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Questão 11 Unicamp 2025 - 1ª fase

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Questão 11

Equação fundamental da ondulatória

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 λ1=128 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 λ2=350 nm. Considere que, nessa etapa do experimento, am bos os feixes luminosos de comprimentos de onda λ1 e  λ2 propagam-se no mesmo meio. Sendo f1 a frequência e v1 a velocidade da luz no comprimento de onda λ1 e f2 a frequência e v2 a velocidade da luz no comprimento de onda λ2 , pode-se afirmar que



a)

a frequência f2 é maior que a frequência f1; a velocidade v2 é igual à velocidade v1.

b)

a frequência f2 é menor que a frequência f1; a velocidade v2 é igual à velocidade v1 .

c)

a frequência f2 é igual à frequência f1; a velocidade v2 é maior que a velocidade v1.

d)

a frequência f2 é igual à frequência f1; a velocidade v2 é me nor que a velocidade v1.

Resolução

Os dois feixes de luz estão se propagando no mesmo meio. Isso significa que a velocidade de propagação da luz será a mesma para ambos: v1=v2.

O comprimento de onda λ2 é maior que λ1. De acordo com a equação fundamental da ondulatória a relação entre o comprimento de onda, a frequência e velocidade da onda é dada por v=λ·f. Sendo assim, para uma mesma velocidade de propagação, quanto maior o comprimento de onda, menor será a frequência, sendo ambos inversamente proporcionais. Como λ2 é maior do que λ1 teremos f2 menor do que f1.

Estes resultados coincidem com a alternativa b.