Em um experimento de efeito fotoelétrico, luz de um laser com comprimento de onda de lambda0=185,5 nm e intensidade de I0=12,5 mW / cm^2 atinge um cátodo feito de ferro.
Qual a energia cinética máxima ( em eV ) para os elétrons emitidos?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que num experimento de efeito fotoelétrico a luz de um laser (λ₀ = 185,5 nm e intensidade I₀ = 12,5 mW/cm²) incide num cátodo de ferro. A pergunta é: qual a energia cinética máxima (em eV) dos elétrons emitidos?
Conteúdo: efeito fotoelétrico.
O que vamos precisar:
  • Equação do efeito fotoelétrico:
  • Relação frequência-comprimento de onda:
  • Constantes:
    Planck ,
    velocidade da luz ,
    1 eV = .
  • Função-trabalho do Fe: .
    Observação: a intensidade não entra no cálculo de , só na taxa de emissão.

Passo 2

Calcular a energia de um fóton:
  1. achar a frequência
nu = clambda0 = 3,00times10^8,m/s185,5times10^-9,m approx1,62times10^15,Hz
  1. usar Erm fóton = (6,63times10^-34,J,s)(1,62times10^15,Hz) approx1,07times10^-18,J
Erm fóton = 1,07times10^-18,J1,60times10^-19,J/eV approx6,69,eV ó
  1. converter para eV
ó

Passo 3

Identificar a função-trabalho do ferro, que é a energia mínima para arrancar um elétron da superfície:
phirm Fe approx 4,5,eV

Passo 4

Calcular a energia cinética máxima usando
Kmax = Erm fóton - phi = 6,69,eV - 4,5,eV = 2,19,eV ó

Resposta

A energia cinética máxima dos elétrons emitidos é aproximadamente .

Exercícios relacionados