No efeito fotoelétrico, um quantum de luz absorvido leva à emissão de um elétron do metal que absorveu o fóton. A energia cinética do elétron ejetado é igual à energia do fóton absorvido menos a energia do fóton de maior comprimento de onda que causa o efeito. Calcule a energia cinética de um fotoelétron (eV) produzido pelo césio por uma luz de 400 nm . O comprimento de onda crítico (máximo) para o efeito fotoelétrico no césio é 660 nm .
Passo 1
Beleza, a questão é sobre o efeito fotoelétrico. Ela diz que, quando um fóton de luz atinge o césio, ele pode arrancar um elétron e a energia cinética (Eₖ) desse elétron é a diferença entre a energia do fóton que chegou e a energia mínima que faz o efeito começar (chamada de função trabalho, Φ). Aqui:
• Lâmpada em 400 nm (comprimento de onda do fóton incidente).
• Comprimento de onda crítico do césio é 660 nm (λₘₐₓ).
O conteúdo é Física Moderna, mais especificamente o efeito fotoelétrico. Vamos precisar da fórmula da energia do fóton e da relação Eₖ = Eₚₕₒₜₒₙ − Φ.
• Lâmpada em 400 nm (comprimento de onda do fóton incidente).
• Comprimento de onda crítico do césio é 660 nm (λₘₐₓ).
O conteúdo é Física Moderna, mais especificamente o efeito fotoelétrico. Vamos precisar da fórmula da energia do fóton e da relação Eₖ = Eₚₕₒₜₒₙ − Φ.
Passo 2
Primeiro, lembra que a energia de um fóton é dada por
onde
-
é a constante de Planck ( ), -
é a velocidade da luz ( ), -
é o comprimento de onda em metros.
Mas, como trabalhamos em eV e nm, uma forma prática é usar diretamente
Passo 3
Calcula a energia do fóton de 400 nm:
Passo 4
A função trabalho (Φ) do césio equivale à energia do fóton de comprimento de onda crítico (660 nm). Então:
Passo 5
Agora, segundo a lei do efeito fotoelétrico de Einstein:
Substituindo:
Resposta
A energia cinética do fotoelétron é aproximadamente 1,22 eV.