Informações digitais — dados — são gravadas em discos ópticos, como CD e DVD, na forma de cavidades microscópicas. A gravação e a leitura óptica dessas informações são realizadas por um laser (fonte de luz monocromática). Quanto menores as dimensões dessas cavidades, mais dados são armazenados na mesma área do disco. O fator limitante para a leitura de dados é o espalhamento da luz pelo efeito de difração, fenômeno que ocorre quando a luz atravessa um obstáculo com dimensões da ordem de seu comprimento de onda. Essa limitação motivou o desenvolvimento de lasers com emissão em menores comprimentos de onda, possibilitando armazenar e ler dados em cavidades cada vez menores.
Em qual região espectral se situa o comprimento de onda do laser que otimiza o armazenamento e a leitura de dados em discos de uma mesma área?
a) Violeta.
b) Azul.
c) Verde.
d) Vermelho.
e) Infravermelho.
Resolução em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Física: ondulatória, Fenômenos de difração, luz monocromática, comprimento de onda e espectro eletromagnético.
Nível da Questão: Média
Gabarito: A
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Comando da Questão: “Em qual região espectral se situa o comprimento de onda do laser que otimiza o armazenamento e a leitura de dados em discos de uma mesma área?”
Objetivo: Identificar qual região espectral da luz é mais adequada para otimizar o armazenamento de dados em discos.
Dica Geral: A questão está relacionada ao fenômeno da difração da luz e à relação entre o comprimento de onda da luz e o espaçamento entre as cavidades no disco.
2º Passo: Análise das Frases-Chave do Texto
- “Quanto menores as dimensões dessas cavidades, mais dados são armazenados na mesma área do disco.”
- “O fator limitante para a leitura de dados é o espalhamento da luz pelo efeito de difração, fenômeno que ocorre quando a luz atravessa um obstáculo com dimensões da ordem de seu comprimento de onda.”
- “Essa limitação motivou o desenvolvimento de lasers com emissão em menores comprimentos de onda.”
Esses trechos indicam que o comprimento de onda menor otimiza o armazenamento de dados, se estiver afiado em ondulatória ja liga isso a lei das ondas onde quanto maior a frequência menor o comprimento de onda, então esmos buscando uma onda com baixo comprimento e alta frequência.
3º Passo: Explicação dos Conceitos Importantes
- Difração da Luz: A difração ocorre quando a luz passa por um obstáculo ou uma abertura com dimensões comparáveis ao seu comprimento de onda, resultando em um espalhamento da luz.
- Comprimento de Onda e Capacidade de Armazenamento: Quanto menor o comprimento de onda da luz utilizada, maior será a capacidade de armazenamento, pois poderão ser criadas cavidades menores e, portanto, armazenar mais informação em uma mesma área.
- Regiões Espectrais: A luz visível é dividida em cores que correspondem a diferentes comprimentos de onda, sendo o violeta e o azul as cores de menor comprimento de onda dentro do espectro visível.
4º Passo: Resolução e Análise das Alternativas
Vamos analisar cada alternativa para identificar qual região espectral tem menor comprimento de onda:
A) Violeta
- Análise: A luz violeta tem o menor comprimento de onda dentro do espectro visível, o que é ideal para criar cavidades menores e otimizar o armazenamento de dados.
- Conclusão: Alternativa correta.
B) Azul
- Análise: A luz azul também tem um comprimento de onda pequeno, mas não tão pequeno quanto o violeta. Embora a luz azul seja utilizada em alguns dispositivos (como o Blu-ray), o violeta é mais
eficiente para cavidades ainda menores. - Conclusão: Alternativa incorreta. A luz azul é adequada, mas não é a melhor opção dentre as mencionadas.
C) Verde
- Análise: A luz verde tem um comprimento de onda maior do que o azul e o violeta, o que torna menos eficiente para armazenar grandes quantidades de dados em pequenas cavidades.
- Conclusão: Alternativa incorreta. O comprimento de onda da luz verde é maior do que o necessário para otimizar o armazenamento.
D) Vermelho
- Análise: A luz vermelha possui um comprimento de onda ainda maior que o verde, sendo usada em tecnologias mais antigas, como os CDs.
- Conclusão: Alternativa incorreta. O comprimento de onda da luz vermelha é muito alto para armazenamento eficiente.
E) Infravermelho
- Análise: A luz infravermelha possui comprimento de onda maior que o visível, sendo inadequada para armazenar dados em pequenas cavidades.
- Conclusão: Alternativa incorreta. O infravermelho tem um comprimento de onda muito elevado.
5º Passo: Conclusão e Justificativa
Conclusão: A alternativa correta é a A) Violeta, pois essa região do espectro possui o menor comprimento de onda, permitindo a criação de cavidades menores e, assim, otimizar o armazenamento de dados.
Resumo Final
Para armazenar e ler dados em cavidades menores, é necessário um laser com comprimento de onda reduzido, minimizando o efeito de difração. A luz violeta tem o menor comprimento de onda na região visível, otimizando o processo. Portanto, a alternativa correta é a A.
