O desenvolvimento tecnológico promove inúmeros benefícios em diversas áreas do nosso cotidiano, por exemplo: em uma indústria, uma célula fotoelétrica interrompe instantaneamente o movimento de uma prensa se o braço do operário estiver na área de perigo.
Sobre o efeito fotoelétrico, afirmam-se as seguintes proposições:
I. O efeito fotoelétrico pode ser interpretado como um modelo ondulatório da luz.
II. Quanto maior a intensidade da radiação que incide sobre um determinado metal, menor o número de elétrons arrancados.
III. Quanto maior a frequência da radiação que incide sobre um determinado metal, maior a energia cinética máxima dos elétrons que são ejetados.
Está(ão) correta(s):
a) Apenas a I.
b) Apenas a II.
c) Apenas a III.
d) Apenas I e II.
e) I, II, III.

Passo 1

Beleza, então o que o enunciado tá pedindo? Ele fala do efeito fotoelétrico – aquele fenômeno em que luz incide num metal e “arranca” elétrons dele – e dá três afirmativas sobre isso. A matéria aqui é Física Moderna (efeito fotoelétrico de Einstein). Para resolver, a gente vai precisar saber:
  1. Por que o modelo ondulatório clássico da luz não explica o efeito fotoelétrico;
  2. O que intensidade e frequência significam nesse contexto;
  3. A fórmula do efeito fotoelétrico de Einstein:
    ó e
    á,
    onde é a constante de Planck, a frequência da luz e a função trabalho do metal.

Passo 2

Vamos analisar a afirmativa I:
“I. O efeito fotoelétrico pode ser interpretado como um modelo ondulatório da luz.”
Por que isso tá errado? No modelo de onda clássico a luz transfere energia de modo contínuo e só pela intensidade. Então a gente esperaria um atraso até acumular energia suficiente para ejetar um elétron. Mas no experimento, o elétron sai instantâneo e tem energia que depende só da frequência, não da intensidade. Isso só faz sentido se a luz for partícula (fóton). Logo, não dá pra explicar fotoelétrico com onda pura. A afirmativa I é falsa.

Passo 3

Agora a afirmativa II:
“II. Quanto maior a intensidade da radiação que incide sobre um determinado metal, menor o número de elétrons arrancados.”
Intensidade, nesse contexto, é basicamente quantos fótons batem por segundo na superfície. Mais intensidade = mais fótons por segundo = mais choques com elétrons = mais elétrons ejetados. Então essa afirmativa que diz “quanto maior a intensidade, menor o número de elétrons” é o oposto do que acontece. Logo, II também é falsa.

Passo 4

Por fim, a afirmativa III:
“III. Quanto maior a frequência da radiação que incide sobre um determinado metal, maior a energia cinética máxima dos elétrons que são ejetados.”
Segundo Einstein, cada fóton tem energia Kmáx = h,f - Phió. Para arrancar o elétron, você gasta a função trabalho . O que sobra vira energia cinética do elétron:
á
Se aumenta, aumenta e, portanto, á fica maior. Então a afirmativa III é verdadeira.

Resposta

Apenas a III está correta. Resposta: letra ©.

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