Questão 126 do ENEM 2024 — Física
Zinc Sulphide Phosphorescence
As placas que indicam saída de emergência brilham no escuro, pois apresentam substâncias que fosforecem na cor amarelo-esverdeada após exposição à luz ambiente, conforme a figura.
Esse fenômeno ocorre pela presença do sulfeto de zinco (ZnS), dopado com prata ou cobre, na superfície da placa.
O aparecimento do brilho nessas condições ocorre como consequência de
Resolução comentada
A questão cobra física moderna: a emissão de luz por materiais fosforescentes. O enunciado informa que o sulfeto de zinco dopado com prata ou cobre, presente nas placas de saída de emergência, brilha em amarelo-esverdeado depois de ser exposto à luz ambiente.
O modelo atômico quântico explica o brilho. Ao absorver fótons da luz ambiente, os elétrons do material recebem energia e passam para níveis de energia mais altos (estados excitados). Em materiais fosforescentes, o retorno ao estado de menor energia é lento: ao voltar, o elétron libera o excesso de energia na forma de um fóton, cuja energia (E = h·f) define a cor emitida, aqui o amarelo-esverdeado. Esse processo de subida e descida entre níveis de energia é chamado de transição eletrônica, e a dopagem com prata ou cobre cria níveis intermediários que prolongam o brilho no escuro.
A opção correta, portanto, é a que cita as transições eletrônicas. Os distratores: reflexão da luz explicaria um brilho que acaba no mesmo instante em que a luz some, e a placa continua brilhando no escuro; reações nucleares envolvem o núcleo e radiação de alta energia, o que não ocorre sob luz ambiente; colisões entre átomos estão ligadas a energia térmica; e "coloração dos átomos" não é um fenômeno físico, pois a cor vem da energia dos fótons emitidos.