Exercícios Resolvidos de Efeito Fotoelétrico

Halliday, Resnick, Jearl Walker, Fundamentos de física, volume 4: Óptica e Física Moderna, 8ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009, pp 209-21, modificado.

Uma placa de alumínio é iluminada por luz com um comprimento de onda de 200   n m .

No alumínio uma energia de 4,20   e V é necessária para que um elétron seja ejetado.

Qual é o potencial de corte?

Passo 1

O potencial de corte é o potencial elétrico que para completamente o movimento dos elétrons. Isso significa que:

e ∙ V c o r t e = K m á x

Assim, precisamos da energia cinética máxima dos elétrons ejetados, e o potencial de corte será:

V c o r t e = K m á x e

Onde e = 1,602 ∙ 10 - 19   C é a carga dos elétrons (carga elementar).

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Passo 2

A energia cinética máxima é dada por:

K m á x = h c λ - Φ

Substituindo os valores:

  • h = 4,136 ∙ 10 - 15   e V ∙ s
  • c = 2,998 ∙ 10 8   m / s
  • λ = 200   n m = 2 ∙ 10 - 7 m
  • Φ = 4,20   e V

K m á x = 4,136 ∙ 10 - 15 ∙ 2,998 ∙ 10 8 2 ∙ 10 - 7 - 4,20 ≅ 6,20 - 4,20 = 2,00   e V

Passo 3

Substituindo a energia cinética máxima no potencial de corte:

V c o r t e = K m á x e

V c o r t e ≅ 2,00   e V e = 2,00   V

Pois a unidade de energia e V corresponde a:

1   e V = e ∙ 1   V ≅ 1,602 ∙ 10 - 19   C ∙ 1   V

Dividindo pela carga elementar:

1   e V e = e ∙ 1   V e = 1   V

Resposta

V c o r t e ≅ 2,00   V

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