Exercícios Resolvidos de Efeito Fotoelétrico

UFRJ- Física 4 – P2 2018.2 - DIURNO - 6

Em um experimento para testar o efeito fotoelétrico, usando um material cuja função trabalho é de 5,0   e V , verifica-se que a diferença de potencial entre o anodo e o catodo deve ser de - 1,0   V para que a corrente elétrica seja nula. Qual é o momento linear dos fótons que iluminam o material?

  1. 2,9 × 10 - 27   K g . m s   .
  2. 9,6 × 10 - 27   K g . m s   .
  3. 1,9 × 10 - 27   K g . m s   .
  4. 3,2 × 10 - 27   K g . m s   .
  5. 0,0   K g . m s   .

Passo 1

Einstein mostrou que a energia cinética máxima que um elétron emitido de um material é igual a

K m a x = m v m a x 2 2 = h f - ϕ = e V 0   ,

em que h f é a energia do fóton e ϕ é a função trabalho, que é a energia mínima necessária para que o elétron seja emitido do material e - V 0 é a diferença de potencial aplicada necessária para que a corrente seja nula.

Por outro lado, podemos escrever a energia do fóton como

h f = h c λ = ℏ 2 π λ c = ℏ k c = p c   .

Portanto, para encontrarmos o momento dos fótons que incidem sobre o material será

p c - ϕ = e V 0     ⇒     p = e V 0 c + ϕ c   .

Lembrando que 1   e V = 1,6 × 10 - 19   J e que - V 0 = - 1   V , junto com os valores fornecidos pelo problema, temos

p = 1,6 × 10 - 19 + 5 × 1,6 × 10 - 19 3 × 10 8 = 3,2 × 10 - 27   K g . m s   .

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Resposta

Letra d).

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