As placas que indicam saída de emergência brilham no escuro, pois…

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 ($\text{ZnS}$), dopado com prata ou cobre, na superfície da placa. Zinc Sulphide Phosphorescence. Disponível em: https://physicsopenlab.org. Acesso em: 8 nov. 2023 (adaptado). O aparecimento do brilho nessas condições ocorre como consequência de

GABARITO: C

O fenômeno de brilho no escuro relatado no enunciado é a fosforescência. Esse processo fundamenta-se nos princípios do modelo atômico de Bohr sobre a organização da eletrosfera em níveis de energia quantizados e na capacidade de certas substâncias, como o sulfeto de zinco ($ZnS$), de armazenar e liberar energia de forma lenta.

1. Excitação: Ao receber luz ambiente (fótons), os elétrons do material absorvem essa energia e saltam para níveis energéticos mais externos.
2. Estado Metaestável: Na fosforescência, os elétrons realizam transições para estados chamados de tripletos, onde o retorno ao estado fundamental é 'proibido' pelas regras de seleção de spin, tornando o processo muito lento.
3. Emissão: Quando os elétrons finalmente retornam para níveis de menor energia, a diferença energética é emitida como radiação visível (luz amarelo-esverdeada).

Análise das alternativas:

• A) Incorreta. O aluno confunde a energia de luminescência com a agitação térmica dos átomos, calculando a energia média por colisão como $E = \frac{3}{2} k T$ em vez de usar a relação de Planck-Einstein $E = h f$. O brilho não depende do choque entre átomos, mas de transições internas em cada átomo.
• B) Incorreta. O aluno interpreta a cor como uma propriedade intrínseca estática (pigmento), ignorando que a emissão de luz é um processo dinâmico de liberação de energia quantizada.
• C) Correta. O fenômeno ocorre devido às transições eletrônicas de níveis de maior energia (excitados) para níveis de menor energia, com liberação de fótons.
• D) Incorreta. O aluno confunde a escala de energia da eletrosfera com a do núcleo. Enquanto transições óticas envolvem fótons de cerca de $2 \text{ eV}$, processos nucleares liberam $10^6 \text{ eV}$. O erro conceitual gera uma divergência de $10^6$ na ordem de grandeza da energia.
• E) Incorreta. O aluno assume que a placa apenas reflete a luz instantaneamente, o que resultaria em um tempo de brilho $t = 0 \text{ s}$ após a luz ser apagada. Como o fenômeno persiste no escuro, trata-se de emissão por armazenamento, não reflexão pura.