Uma estação de rádio transmite em uma frequência de com uma potência radiada total de 5000 W .
e) Os resultados das partes c) e d) indicam que o fenômeno de transmissão e recepção de rádio deve considerar a radiação como ondas ou partículas? Justifique.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão nos pede para decidir se, com base nos resultados anteriores das partes c) e d), a transmissão e recepção de rádio devem considerar a radiação como ondas ou partículas. Vamos precisar entender um pouco sobre a natureza da radiação eletromagnética e as características das ondas e partículas para justificar nossa resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a radiação eletromagnética pode se comportar tanto como ondas quanto como partículas, dependendo do contexto. Esse conceito é conhecido como dualidade onda-partícula. No caso das ondas, pensamos em propriedades como frequência, comprimento de onda, interferência e difração. Já como partículas, pensamos em fótons, que têm energia quantizada.

Passo 3

Agora, considerando uma frequência de 1 MHz (10⁶ Hz), que está na faixa de rádio, a energia associada a cada fóton dessa radiação pode ser calculada usando a fórmula da energia de um fóton:
Onde:
  • é a energia do fóton,
  • é a constante de Planck ( ),
  • é a frequência.
Vamos calcular:
Esse valor é extremamente pequeno, o que indica que os fótons das ondas de rádio têm pouca energia.

Passo 4

Devido à baixa energia dos fótons de rádio, efeitos como a interação com materiais não são significativamente influenciados pela natureza particulada da radiação. Além disso, as ondas de rádio exibem comportamentos típicos de ondas, como a propagação através de diferentes meios, interferência e capacidade de ser modulado para transmitir informações.

Passo 5

Portanto, mesmo que a radiação eletromagnética possua características de partículas, no contexto da transmissão e recepção de rádio, as propriedades ondulatórias são mais relevantes e predominantes para explicar os fenômenos observados.

Resposta

Os resultados indicam que a radiação de rádio deve ser considerada principalmente como ondas, já que as características ondulatórias explicam melhor os comportamentos observados na transmissão e recepção nesse contexto.

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Considere o modelo clássico simplificado (unidimensional) para o efeito fotoelétrico, onde o elétron está preso ao núcleo por uma força elástica com constante elástica . Uma onda eletromagnética com frequência (angular) incide sobre o elétron, fazendo com que este oscile (despreze forças dissipativas).
e) Dada a resposta do item anterior você esperaria que o efeito fosse observado em laboratório?
Considere o modelo clássico simplificado (unidimensional) para o efeito fotoelétrico, onde o elétron está preso ao núcleo por uma força elástica com constante elástica . Uma onda eletromagnética com frequência (angular) incide sobre o elétron, fazendo com que este oscile (despreze forças dissipativas).
b) Mostre que satisfaz a equação diferencial obtida no item anterior, onde representa a trajetória do elétron. Determine o valor de em função de e , onde é a massa do elétron.
Uma estação de rádio transmite em uma frequência de com uma potência radiada total de 5000 W .
d) A antena de um aparelho de rádio deve receber pelo menos de potência para conseguir funcionar corretamente. Qual o número mínimo de fótons a antena deve receber por segundo em uma frequência de 1 MHz ?
Considere o modelo clássico simplificado (unidimensional) para o efeito fotoelétrico, onde o elétron está preso ao núcleo por uma força elástica com constante elástica . Uma onda eletromagnética com frequência (angular) incide sobre o elétron, fazendo com que este oscile (despreze forças dissipativas).
d) Sabemos que a potência da radiação (por unidade de área) é:
onde é a velocidade da luz e a permissividade do vácuo. Se a radiação incidente está na faixa do visível, calcule qual deve ser a potência (por unidade de área) da radiação para que o efeito fotoelétrico seja observado.