Em um experimento de efeito fotoelétrico, luz de um laser com comprimento de onda de
e intensidade de
atinge um cátodo feito de sódio.
Qual a energia cinética máxima ( em eV ) para os elétrons emitidos?
Qual a energia cinética máxima ( em eV ) para os elétrons emitidos?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre o efeito fotoelétrico! Você tem um laser com comprimento de onda de
e intensidade de
atingindo um cátodo de sódio. Nosso objetivo aqui é descobrir qual a energia cinética máxima dos elétrons que são emitidos, medida em elétron-volts (eV). Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre a teoria do efeito fotoelétrico e usar algumas fórmulas básicas de física.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular a energia de cada fóton emitido pelo laser. A energia de um fóton é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a energia do fóton, -
é a constante de Planck ( ), -
é a velocidade da luz ( ), -
é o comprimento de onda da luz.
Passo 3
Vamos converter o comprimento de onda de nanômetros para metros para manter as unidades consistentes:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula para encontrar a energia do fóton:
Passo 5
Como queremos a energia em elétron-volts (eV), fazemos a conversão sabendo que
:
Passo 6
No efeito fotoelétrico, a energia máxima cinética dos elétrons emitidos (
) é dada por:
Onde
é a função trabalho do material, que para o sódio é aproximadamente
.
Passo 7
Substituímos os valores na fórmula:
Resposta
A energia cinética máxima dos elétrons emitidos é de aproximadamente
.