Olá, venho analisar essa questão "polêmica".
Primeiro, vou citar o verbete da Wikipédia:
Em 1800 Herschel fez outra descoberta importante. Havia notado que filtros de diferentes cores deixavam passar quantidade diferentes de calor em suas observações da luz solar, e desejava calcular essa quantidade de calor. Herschel pensava que as cores deveriam ter diferentes temperaturas.
Em seu experimento direcionou luz solar, através de um pequeno orifício em um pedaço de papelão, deixou passar uma cor incidente da refração de um prisma de vidro e então mediu a temperatura de cada uma das cores. Herschel usou três termômetros com bulbos pretos (para melhor absorver o calor) e, para cada cor do espectro, posicionou um bulbo em uma cor visível enquanto os outros dois foram posicionados fora do espectro para controle. Conforme media a temperatura individual das cores do violeta ao vermelho, percebeu que todas as cores tinham temperaturas mais altas que a dos termômetros de controle, e que a temperatura aumentava na direção do sentido vermelho do espectro.
Decidiu então medir a temperatura da região logo após a cor vermelha, onde aparentemente não havia luz solar, e descobriu que a temperatura nessa região do espectro era mais elevada que nos lugares onde havia luz incidente. Concluiu que naquela região devia haver alguma radiação que não era visível, e a nomeou de "raios caloríficos". Após mais experimentos descobriu que essa radiação sofria os efeitos de reflexão, refração, absorção e transmissão de forma semelhante à das radiações do espectro visível. Essa radiação foi depois renomeada de radiação infravermelha. Esse experimento foi importante para demonstrar que existem tipos de radiação que não são visíveis aos olhos humanos
No entanto, o candidato não possui acesso à Wikipédia durante a prova e poderia ter recorrido ao conhecimento de energia e ondas, com uso da Lei de Planck:
[tex3]\mathrm{E = \hbar \cdot f}[/tex3]
Nessa lógica, o candidato seria induzido à alternativa E). O Prof. Fernando Lang da Silveira tem uma análise interessante sobre o fenômeno observado no experimento de Herschel:
Os efeitos térmicos da radiação eletromagnética na matéria envolve mecanismos microscópicos relacionados à absorção da radiação. É muito importante para tais efeitos, além destes aspectos relacionados à matéria que recebe a radiação, a própria intensidade da radiação. O gráfico da figura 1, retirado da Wikipedia, representa a radiância espectral (densidade da intensidade da radiação) em função do comprimento de onda da radiação solar (áreas abaixo da curva informam sobre a intensidade da radiação em determinados intervalos de comprimento de onda). Para a resposta interessa especialmente a região do gráfico em vermelho que identifica a radiância espectral no nível do mar.
- espectro_solar-1.png (87.98 KiB) Exibido 4017 vezes
Observa-se no gráfico que há muito mais radiação chegando na superfície da Terra na faixa de infravermelho (IV) do que na faixa de ultravioleta (UV).
Desta forma se toda a radiação solar passasse pelo prisma usado por Herschel (dependendo do material do prisma pode haver grande perda de intensidade em regiões do espectro) e depois fosse completamente absorvida pelos seus termômetros (?), apesar de de um fóton de IV ser menos energético do que um fóton UV, há muito mais energia radiante disponível na faixa IR do que na faixa UV, explicando assim um aquecimento maior em IV do que em UV.
A questão é bem mais capciosa do que parece, possibilitando, com facilidade, que o candidato seja induzido ao erro.
Referências:
William Herschel. Wikipédia. Disponível em: <
https://pt.wikipedia.org/wiki/William_Herschel>. Acesso em 25 de janeiro de 2021.
Dúvida sobre o experimento de Herschel e a descoberta do infravermelho. CREF, UFRGS. Instituto de Física. Disponível em: <
https://www.if.ufrgs.br/novocref/?conta ... ravermelho>. Acesso em 25 de janeiro de 2021.
