Em 1839, o físico Alexandre Edmond Becquerel (18201891) ao descobrir, experimentalmente, o efeito fotoelétrico, aos 19 anos de idade, jamais imaginou que estivesse criando um novo meio de captação de energia limpa. A energia solar incide sobre uma célula
fotoelétrica atingindo elétrons e produzindo eletricidade que pode ser convertida em energia luminosa ou mecânica, por exemplo. Para garantir maior eficiência, o material usado na fabricação de uma célula fotoelétrica deve ter
a) alta densidade.
b) alta eletronegatividade.
c) baixo ponto de fusão.
d) baixa energia de ionização.

Passo 1

Beleza, resumindo o que o enunciado tá pedindo: é sobre o efeito fotoelétrico (tema de Física Moderna/Quântica) que acontece quando a luz incide numa célula fotoelétrica e “arranca” elétrons, gerando eletricidade. A questão quer saber qual propriedade do material (entre as opções dadas) garante maior eficiência nesse processo. Para resolver, a gente vai usar o conceito de função trabalho (energia mínima pra liberar um elétron) e a equação de Einstein pro efeito fotoelétrico.

Passo 2

Vamos à teoria sem pressa: no efeito fotoelétrico, quando um fóton de frequência ν bate num metal, ele transfere energia pro elétron. A energia cinética máxima do elétron liberado é dada por
Kmax = hnu - phi
onde
  • é a constante de Planck,
  • é a frequência da luz,
  • é a função trabalho do material (energia mínima pra ejetar o elétron).
    Quanto menor for , mais fácil é liberar elétrons e, portanto, maior é a corrente gerada na célula, ou seja, maior a eficiência.

Passo 3

Agora vamos ligar isso às opções:
a) alta densidade – não tem a ver com energia pra soltar elétron;
b) alta eletronegatividade – indica que o átomo segura elétron com muita força, ou seja, ruim pra ejetar;
c) baixo ponto de fusão – só fala de temperatura de fusão do material, não influencia no arranque de elétrons pela luz;
d) baixa energia de ionização – é justamente ter pouca energia necessária pra liberar elétron, ou seja, pequena. Isso aumenta a eficiência do efeito fotoelétrico.

Resposta

d) baixa energia de ionização

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