Em um experimento de efeito fotoelétrico, luz de um laser com comprimento de onda de lambda0=432,3 nm e intensidade de I0=7,6 mW / cm^2 atinge um cátodo feito de césio.
Se o catodo tem uma área de 2,0 cm^2, qual é o número máximo de elétrons emitidos em dois minuto?

Passo 1

Beleza, o problema é de efeito fotoelétrico. A gente tem:
  • Comprimento de onda da luz:
  • Intensidade da luz:
  • Área do cátodo:
  • Tempo de exposição:
O que precisamos usar:
  1. Converter intensidade e área em potência total .
  2. Calcular a energia total .
  3. Calcular a energia de cada fóton .
  4. Dividir por para achar o número de fótons (cada fóton pode liberar, no máximo, um elétron).

Passo 2

Converter intensidade e área em potência:
P = I0 times A = 7,6times10^-3 W/cm^2 times 2,0 cm^2 = 15,2times10^-3 W = 1,52times10^-2 W

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Passo 3

Calcular a energia total recebida em E = P,t = (1,52times10^-2 W) times (120 s) = 1,824 J :

Passo 4

Energia de um fóton de comprimento de onda Erm f = h,clambda0 = 6,626times10^-34,Jcdot s,times,3,0times10^8,m/s 432,3times10^-9,m approx 4,598times10^-19 J :

Passo 5

Número máximo de fótons (e de elétrons):
N = EErm f = 1,824 J4,598times10^-19 J approx 3,97times10^18

Resposta

O número máximo de elétrons emitidos em dois minutos é cerca de .

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