Exercícios Resolvidos de Efeito Fotoelétrico

PUCRIO, Física 4 - FIS1061, P3 - 2013.1, Questão 2ii

Equation

Suponha que um satélite seja revestido de platina, cuja função trabalho vale Equation . Ele é iluminado com fótons de energia Equation .

Equation Determine o comprimento de onda dessa onda EM e o comprimento de onda máximo de radiação incidente capaz de ejetar elétrons da superfícies do satélite.

Equation Calcule a energia cinética máxima Equation dos elétrons ejetados.

Equation Obtenha a energia total Equation desses elétrons

Passo 1

Quando falamos em função trabalho, ou em ejetar elétrons, devemos sempre pensar em Efeito Fotelétrico.

Equation

Vamos primeiro determinar o comprimento da onda EM incidente. Para isso, vamos lembrar da fórmula para a energia do fóton:

Equation

Lembrando que podemos substituir Equation por Equation , podemos substituir os valores dados e as constantes:

Equation

Equation

Ahh...normalmente, a constante Equation é dada!

Equation

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Agora vamos utilizar o mesmo procedimento para determinar o comprimento de onda máximo de radiação incidente capaz de ejetar um elétron. Para ejetar um elétron, a energia deve ser no mínimo igual a função trabalho:

Equation

Substituindo os valores dados e as constantes, temos:

Equation

Equation

Veja que o comprimento de onda aumenta quando a energia diminue, pois são inversamente proporcionais, por isso temos que Equation é dado para a menor energia possível.

Passo 3

Equation

Como temos que a energia dos fótons inidentes é Equation e a função trabalho da platina é Equation , podemos usar a conservação de energia:

Lembrando que função trabalho é a energia mínima necessária para ejetar um elétron da superfície. Ou seja o restante da energia do fóton incidente é usado para acelerar o elétron, ou seja, é transformado em energia cinética. Bom, vamos às contas:

Equation

Substituindo os valores temos:

Equation

Equation

Passo 4

Equation

Para determinar a energia total dos elétrons ejetados, vamos relembrar a sua definição:

Equation

Como temos que a energia de repouso do elétron é dada por Equation , e já calculamos a energia cinetcia, a equação fica:

Equation

Lembrando que devemos passa a energia de repouso para Equation .

Equation

Resposta

Equation Equation ; Equation

Equation Equation

Equation Equation

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