Exercícios Resolvidos de Efeito Fotoelétrico

PUCRIO, Física 4 - FIS1061, P3 - 2018.1, Questão 2

Uma superfície de prata é irradiada com luz ultravioleta de comprimento de onda Equation . Nestas condições, elétrons são liberados da superfície e, para freá-los completamente, é necessária uma d.d.p de Equation .

a) Qual é a função trabalho deste material?

b) Qual é o maior comprimento de onda para o qual o é possível a emissão de elétrons da superfície?

Suponha agora que a superfície é irradiada com raios-X de comprimento de onda Equation .

c) Qual é a energia de um fóton espalhado a Equation em relação à direção do feixe de incidência, após a colisão com um elétron da superfície?

d) Encontre a direção e o módulo do momento do elétron espalhado, na condição do item (c).

e) BÔNUS – O elétron sai com velocidade relativística? Justifique!

Passo 1

a) Da teoria, lembramos que:

Equation

Equation

Logo:

Equation

Equation

Equation

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

b) Lembramos que:

Equation

O maior comprimento de onda será quando Equation .

Equation

Equation

Equation

Equation

Equation

Equation

Passo 3

c) Da teoria, lembramos que:

Equation

Equation

Equation

Equation

Equation

Lembrando que Equation , temos:

Equation

Equation

Passo 4

d) Primeiro devemos encontrar a energia cinética do elétron:

Equation

Equation

Agora calculamos o momento:

Equation

Equation

Agora calculamos a direção do elétron:

Equation

Equation

Equation

Passo 5

e) Não, o elétron não sai com velocidade relativística, isto é por causa da relação entre a energia cinética e a massa de repouso do elétron, Equation . O valor da velocidade é:

Equation

Equation

Ou usando outra relação temos:

Equation

Equation

Usando a relação clássica, temos:

Equation

Equation

Equation

Equation

Resposta

Letra (a): Equation

Letra (b): Equation

Letra (c): Equation

Letra (d): Equation e Equation

Letra (e): Equation

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