Exercícios Resolvidos de Efeito Fotoelétrico

USP, Física 4, P2 - 2016, Questão 2

Luz monocromática de comprimento de onda Equation , proveniente de uma fonte com intensidade Equation , incide sobre três superfícies metálicas constituídas de lítio (Li), berílio (Be) e mercúrio (Hg). As funções de trabalho de cada um destes materiais são dadas por Equation , Equation e Equation , respectivamente.

(a) Determine em que casos é possível observar o efeito fotoelétrico.

(b) Calcule a diferença de potencial necessária para frear os fotoelétrons (potencial frenador ou potencial de corte) nos casos em que os fotoelétrons são observados, conforme o item (a)

(c) Se ao invés da fonte com intensidade Equation tivéssemos utilizado uma fonte com intensidade Equation , mas com o mesmo comprimento de onda Equation , como mudariam os itens (a) e (b) e o número de fotoelétrons emitidos?

Passo 1

(a) Casos possíveis para observar o efeito fotoelétrico

O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons, que ao absorverem um fóton tem energia suficiente para se desprenderem de uma superfície. A energia cinética do elétron emitido será

Equation

Onde a energia do fóton é dada por

Equation

Que no nosso caso será

Equation

Para que o elétron tenha energia suficiente para se desprender da superfície é necessário que a energia do fóton seja maior que a função trabalho do material.

Vendo as funções trabalho no enunciado vemos que só é possível que haja efeito fotoelétrico para o lítio, cuja função trabalho ( Equation ) é menor do que a energia do fóton.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

(b) Diferença de potencial necessária para frear os fotoelétrons

Como só ocorre efeito fotoelétrico no lítio, temos que nos preocupar somente com ele.

A diferença de potencial, Equation , necessária para frear os elétrons será dada por

Equation

Equation

Equation

Ps: Lembrando que Equation é a energia que um elétron tem quando submetido a uma diferença de potencial de Equation .

Passo 3

Como mudariam os itens (a) e (b) e o número de fotoelétrons emitidos mudando Equation para Equation ?

Agora mudamos para uma fonte mais potente que tem uma intensidade Equation ! Só que ainda estamos emitindo fótons com comprimento de onda Equation , ou seja, nossos fótons têm a mesma energia que no caso anterior ( Equation .

Quando aumentamos a intensidade da nossa fonte o que estamos fazendo é aumentar o número de fótons por segundo sendo emitidos. Como os elétrons só podem absorver um fóton por vez (e não Equation fótons) temos que as respostas dos itens (a) e (b) não mudarão!

O que vai acontecer de diferente nesse caso é que, já que aumentamos o número de fótons emitidos, também aumentaremos o número de fotoelétrons emitidos.

Só que cada um desses elétrons individualmente se comportará da mesma forma que no caso da fonte com intensidade Equation .

Resposta

  1. Só é possível que haja efeito fotoelétrico para o lítio
  2. Equation
  3. as respostas dos itens (a) e (b) não mudarão. aumentaremos o número de fotoelétrons emitidos.

Esse conteúdo é exclusivo para cadastrados.

Cadastre-se grátis no maior portal de exatas do Brasil!

Relaxa, não vamos publicar nada no seu nome.

  • Resumões direto ao ponto
    Resumões
    direto ao ponto
  • Exercícios resolvidos passo a passo
    Exercícios resolvidos
    passo a passo
  • Videoaulas incríveis
    Videoaulas
    incríveis
  • Aulões Salva-Vidas
    Aulões
    Salva-Vidas