Em um experimento de efeito fotoelétrico, luz de um laser com comprimento de onda de
e intensidade de
atinge um cátodo feito de césio.
Se as condições do experimento forem todas mantidas, exceto pelo intensidade do laser que é
, quais serão os novos valores dos itens a e b?
Se as condições do experimento forem todas mantidas, exceto pelo intensidade do laser que é
Passo 1
Então, o exercício diz que num experimento de efeito fotoelétrico incide um laser de comprimento de onda
e intensidade
num cátodo de césio. Ele já tinha pedido antes duas coisas (itens a e b), e agora quer saber como mudam esses dois valores se a única coisa que a gente altera é a intensidade do laser, passando para
e intensidade
num cátodo de césio. Ele já tinha pedido antes duas coisas (itens a e b), e agora quer saber como mudam esses dois valores se a única coisa que a gente altera é a intensidade do laser, passando para
Matéria: efeito fotoelétrico. Para resolver, vamos usar
- A teoria de que a energia cinética máxima dos fotoelétrons depende só da energia de cada fóton (
), não da intensidade; - O fato de que a corrente fotoelétrica é proporcional à intensidade do feixe (mais fótons por segundo → mais elétrons por segundo).
Passo 2
Relembrando a teoria do efeito fotoelétrico:
- Cada fóton incide com energia
onde
é a constante de Planck e
a velocidade da luz.
2) Se essa energia ultrapassa a função trabalho do metal (césio, que tem
), sobra energia cinética para o elétron:
2) Se essa energia ultrapassa a função trabalho
- A energia por fóton não muda se eu variar a intensidade: eu só mando mais ou menos fótons por segundo. Logo,
(e o potencial de parada associado) não muda.
Passo 3
Por outro lado, a intensidade do feixe diz respeito a quantos fótons chegam por segundo e, no fotoelétrico, isso se traduz em quantos elétrons são ejetados por segundo (isto é, a corrente fotoelétrica
). Se eu cortar pela metade a intensidade luminosa, eu corto pela metade o fluxo de fótons, e portanto metade do fluxo de elétrons → metade da corrente.
Resposta
a) O valor do item (potencial de parada ou energia cinética máxima) fica EXATAMENTE o mesmo que antes, pois depende só da frequência (
) e não da intensidade.
b) O valor do item (corrente fotoelétrica ou número de elétrons emitidos por segundo) fica a metade do original. Em símbolos, se era , agora é
b) O valor do item (corrente fotoelétrica ou número de elétrons emitidos por segundo) fica a metade do original. Em símbolos, se era