Em um experimento de efeito fotoelétrico, luz de um laser com comprimento de onda de
e intensidade de
atinge um cátodo feito de sódio.
Se o catodo tem uma área de
, qual é o número máximo de elétrons emitidos em 1 minuto?
Se o catodo tem uma área de
Passo 1
Então, mano, o enunciado diz: num experimento de efeito fotoelétrico, uma luz de comprimento de onda
e intensidade
bate num cátodo de sódio com área
. Queremos saber quantos elétrons, no máximo, saem dali em 1 minuto.
O conteúdo é efeito fotoelétrico e conversão de energia de luz em número de fótons/elétrons. Vamos precisar de:
O conteúdo é efeito fotoelétrico e conversão de energia de luz em número de fótons/elétrons. Vamos precisar de:
- Converter intensidade e área em potência;
- Calcular energia total incidente em 60 s;
- Calcular energia de cada fóton (
); - Dividir energia total pela energia do fóton pra achar o número de elétrons.
Passo 2
Calcular a potência que incide no cátodo.
Intensidade e área
.
P = I₀·A = .
Em watts:
Intensidade
P = I₀·A =
Em watts:
Passo 3
Calcular a energia total que chega em 1 minuto (60 s):
Passo 4
A energia de cada fóton é dada por
onde
,
e
.
Então
Então
Passo 5
O número máximo de elétrons é, em princípio, igual ao número de fótons incidentes (suposição de rendimento 100%). Então
Resposta
O número máximo de elétrons emitidos em 1 minuto é aproximadamente
.