Exercícios Resolvidos de Efeito Fotoelétrico

USP, Física 4, P2 - 2012, Questão Q4_II

Equation Uma lâmpada de luz ultravioleta é coberta com um filtro que permite apenas a passagem de luz de comprimento de onda igual a Equation .

Quando a luz transmitida incide sobre uma superfície metálica, observa-se um fluxo de elétrons emergindo do metal.

  1. Se a intensidade da luz que atinge a superfície é dobrada,
    1. mais elétrons são emitidos por unidade de tempo.
    2. os elétrons emitidos têm maior energia.
    3. as afirmativas Equation e Equation são falsas.
    4. as afirmativas Equation e Equation são verdadeiras.

    Justifique sua resposta. Não basta indicar a alternativa correta.

  2. O filtro é substituído por outro que transmite apenas luz com comprimento de onda de Equation e a lâmpada é ajustada para que a intensidade luminosa incidindo sobre a superfície permaneça a mesma que para luz de comprimento de onda de Equation .

Com a luz de comprimento de onda de Equation ,

  1. mais elétrons são emitidos por unidade de tempo.
  2. os elétrons emitidos têm maior energia.
  3. as afirmativas Equation e Equation são falsas.
  4. as afirmativas Equation e Equation são verdadeiras.

Justifique sua resposta. Não basta indicar a alternativa correta.

Passo 1

Letra a)

A intensidade da luz se relaciona com o número de fótons emitidos por unidade de tempo por unidade de área.

Equation

Sendo assim, o aumento da intensidade da luz altera apenas a quantidade de fótons incidentes, e não a energia de cada fóton.

Como cada elétron é emitido após absorver Equation fóton, a quantidade de elétrons emitidos pela superfície irá aumentar.

Contudo, a energia dos elétrons não vai se alterar em relação à menor intensidade, pois ela depende da energia do fóton, que se mantém constante.

Temos então que a única afirmação correta é a Equation .

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Letra b)

Ao alterarmos o comprimento de onda da luz, alteramos sua energia, dada por:

Equation

Tendo diminuído o comprimento de onda da luz, a energia de cada fóton aumentou. Isso faz com que a energia cedida aos elétrons seja maior, que se desprendem com maior energia.

Além disso, a intensidade permanece constante. Porém, como a energia de cada fóton aumenta, e o fluxo de fótons depende dela inversamente, o número de fótons emitidos vai diminuir.

Isso causará uma diminuição na quantidade de elétrons ejetados da superfície metálica.

Neste caso, a única afirmação correta é a Equation .

Resposta

Letra a)

A única afirmação correta é a Equation .

Letra b)

A única afirmação correta é a Equation .

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