- [1,6 pontos] Avalie as afirmativas abaixo e diga se são verdadeiras V, ou falsas F. Todas as respostas devem apresentar justificativas.
[(a)] [0,8 ponto] Um observador na Terra verifica que uma régua que se move em relação a ele faz um ângulo de
com a horizontal (eixo
). Se a régua se move na direção vertical (eixo
) com velocidade
, para um observador no referencial da régua o ângulo que ela faz com a horizontal é maior que
.
ponto
No efeito fotoelétrico define-se o potencial de corte,
, como o módulo do potencial entre o anodo e o catodo capaz de impedir que os elétrons mais energéticos sejam ejetados.
depende linearmente da intensidade da luz incidente.
[(a)] [0,8 ponto] Um observador na Terra verifica que uma régua que se move em relação a ele faz um ângulo de
Passo 1
O enunciado tem duas partes:
(a) Relatividade especial – uma régua faz ângulo de com o eixo
no referencial da Terra e se move ao longo do eixo
com velocidade
. Pergunta-se qual será o ângulo no referencial da régua. Para resolver, precisamos usar a contração de comprimentos de Lorentz em direção ao movimento.
(b) Efeito fotoelétrico – define-se o potencial de corte como o potencial entre ânodo e cátodo que impede a emissão dos elétrons mais energéticos. Pergunta-se se
depende linearmente da intensidade da luz. Vamos usar a equação de Einstein para o efeito fotoelétrico e ver de que parâmetros depende o potencial de corte.
(a) Relatividade especial – uma régua faz ângulo de
(b) Efeito fotoelétrico – define-se o potencial de corte
Passo 2
Para (a), seja a régua de comprimento any medido na Terra, com projeções horizontais e verticais
e
tais que
No referencial da régua, a componente paralela ao movimento (eixo
) sofre contração
enquanto a componente perpendicular (eixo
) permanece
. Aqui
Logo
portanto
. A afirmação de que o ângulo seria maior que
é falsa.
Passo 3
Para (b), pela equação de Einstein para a energia cinética máxima dos fotoelétrons vale
em que
é a energia dos fótons e
a função trabalho do metal. Note que não aparece a intensidade da luz: ela só afeta a corrente de fotoelétrons, não sua energia máxima. Logo
é independente da intensidade, e a afirmação de dependência linear é falsa.
Resposta
(a) F
(b) F
(b) F