Exercícios Resolvidos de Efeito Fotoelétrico

UFRJ, Física 4, PF - 2018.2, Questão 1

Uma placa de ouro é iluminada por uma luz de comprimento de onda de Equation e elétrons são ejetados. A função trabalho para o ouro é de Equation .

Equation Qual é a energia cinética do elétron mais rápido?

Equation Qual o comprimento de onda de corte para o efeito fotoelétrico ocorrer com o ouro como material?

Passo 1

Letra Equation : Vamos relembrar primeiro o efeito fotoelétrico. Primeiro, os fótons da luz colidem com os elétrons do ouro. Depois, os elétrons absorvem os fótons e escapam do ouro.

Galera, uma coisa muito importante: Não é para qualquer comprimento de onda da luz incidente que ocorre o efeito fotoelétrico. Apenas para comprimentos ABAIXO do comprimento de onda de corte do material.

Outro detalhe importante é que é suposto que 1 elétron absorva 1 fóton. Isso ajudará a montarmos as equações.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Bom, então se 1 elétron absorve a energia de 1 fóton, então a energia cinética Equation desse fotoelétron é igual a diferença entre a energia que recebeu do fóton Equation e o quanto ele “gastou” para sair do material Equation ). Equation

Galera, muita calma nessa hora! Esse Equation que aparece aí NÃO é a função trabalho do ouro Equation . Isto porque a função trabalho Equation é a energia MÍNIMA necessária para manter o elétron preso no ouro. No entanto, essa equação é a base para gente obter a energia cinética máxima dos fotoelétrons.

Passo 3

Agora que sabemos qual é a expressão para a energia cinética dos fotoelétrons, sabemos que os fotoelétrons mais rápidos (com maior energia cinética) são aqueles que gastam a MÍNIMA energia para sair do ouro, isto é, apenas Equation . Logo,

Equation

Usando a relação de Einstein para a energia do fóton Equation , sendo Equation a constante de Planck e Equation a frequência da luz incidente, temos que

Equation Equation Putz! E agora? Como calculo a frequência?

Basta a gente escrever a frequência em termos da velocidade da luz e do comprimento de onda usando Equation . Logo,

Equation

O enunciado da questão e o formulário da prova dizem que Equation , Equation e Equation . Logo, substituindo na fórmula anterior, chega no seguinte valor

Equation

Passo 4

Letra Equation : Neste item pede o comprimento de onda de corte Equation Este comprimento de onda é o maior comprimento que ainda ocorre o efeito fotoelétrico. Isto significa que a energia dos fotoelétrons é a mínima possível, isto é, Equation . Logo,

Equation

Passo 5

Desta forma, utilizando Equation na equação de Equation da Letra Equation , temos que

Equation

Substituindo os valores de Equation e Equation , temos que

Equation

Resposta

Equation

Equation

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