Questão FC278927
Em dimensões muito precisas de 5 nm a 10 nm, partículas de ouro reagem às emissões de laser infravermelho, refletindo grande parte da luz recebida e transformando a outra parte em
Física Moderna
CEBRASPE (CESPE) · 2023
Em dimensões muito precisas de 5 nm a 10 nm, partículas de ouro reagem às emissões de laser infravermelho, refletindo grande parte da luz recebida e transformando a outra parte em calor. Pesquisas recentes demonstraram a eficiência do uso de nanopartículas de ouro e do laser infravermelho na detecção e destruição de células cancerosas. O Nd Yag é um laser infravermelho com potência de 30 W. A granada ítrio-alumínio com neodímio é um cristal que dá origem a um intenso efeito no laser. A seguir, são mostrados os níveis de energia do íon neodímio Nd3+ necessários para operar o laser.
Tendo como referência inicial essas informações e considerando que o valor da carga do elétron seja igual a 1,6 × 10−19, que a transição do laser se dê entre dois níveis de energia, sendo a diferença de energia entre esses níveis E = 1.026 eV, e que a constante de Planck (h) corresponda a 6,62 × 10−34 J.s, julgue o item seguinte.
A radiação do laser é emitida em determinada direção com um feixe de luz estreito, à medida que se propaga.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
A afirmação é certa porque o laser opera por emissão estimulada: átomos excitados, sob inversão de população, emitem fótons em fase e com mesma frequência, gerando luz altamente coerente e monocromática.
Um résonador óptico (espelhos) favorece modos na direção do eixo, reforçando a onda nessa direção e suprimindo outras, o que produz um feixe com baixa divergência — isto é, estreito e direcional à medida que se propaga.
Além disso, a energia dada confirma ser infravermelha: \(E=1{,}026\ \text{eV}=1{,}026\times1{,}6\times10^{-19}\ \text{J}=1{,}6416\times10^{-19}\ \text{J}\). Usando \( \lambda=\frac{hc}{E}\) com \(h=6{,}62\times10^{-34}\ \text{J·s}\) e \(c\approx3{,}0\times10^{8}\ \text{m/s}\), obtém‑se \(\lambda\approx1{,}21\times10^{-6}\ \text{m}\) (≈1210 nm), compatível com laser infravermelho como o Nd:YAG. Portanto, o item está certo.
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