6.42
Obtenha a expressão para a determinação da energia potencial máxima do elétron, em uma experiência do efeito fotoelétrico, para que ele seja freado e não atinja a outra placa.
Passo 1
O enunciado pede a expressão do potencial de parada máximo
numa experiência do efeito fotoelétrico, ou seja, quer o valor de tensão necessário para que nenhum elétron emitido atinja a placa coletora. Para isso, precisamos usar a teoria do efeito fotoelétrico de Einstein, que relaciona a energia cinética máxima dos elétrons com a energia dos fótons e a função trabalho do metal.
Passo 2
Segundo Einstein, a energia cinética máxima dos elétrons é
onde
é a constante de Planck,
é a frequência da luz incidente e
é a função trabalho do metal.
Passo 3
Para que um elétron seja totalmente freado antes de atingir a placa, a energia elétrica fornecida pelo potencial de parada
deve igualar a energia cinética máxima. Como a carga do elétron é
, a energia potencial corresponde a
. Logo,
Passo 4
Substituindo
na relação anterior e isolando
, obtemos