Explique o efeito fotoelétrico. A função trabalho para o lítio é 2,3 eV. Calcule o comprimento de onda do fóton incidente para remover elétrons de uma placa de lítio com velocidade 500 km / s.
1 eV=1,602 times 10^-19 J

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra explicar o efeito fotoelétrico e depois calcular qual comprimento de onda um fóton precisa ter pra arrancar elétrons de uma placa de lítio (função trabalho phi = 2,3;eV) fazendo-os saírem com velocidade v = 500;km/s.
Conteúdo: efeito fotoelétrico (conservação de energia na emissão de elétrons), conversão de eV em joule, energia cinética K = tfrac12mv^2, constante de Planck h e velocidade da luz c.

Passo 2

Primeiro, a teoria do efeito fotoelétrico diz que, para cada fóton que incide, a energia dele Efótonó é gasta em duas partes:
  1. superar a função trabalho phi (energia mínima pra arrancar o elétron)
  2. virar energia cinética K do elétron.
    Logo, pela equação de Einstein:
    Efóton = phi + K, ó

Passo 3

Vamos converter tudo pra joules.
– Função trabalho:
$$\phi = 2{,}3;\mathrm{eV} \times 1{,}602\times10^{-19};\mathrm{J/eV}
= 3{,}6846\times10^{-19};\mathrm{J},. phi = 2,3;eV times 1,602times10^-19;J/eV = 3,6846times10^-19;J, ééém_e = 9{,}11\times10^{-31};\mathrm{kg} me = 9,11times10^-31;kgv = 500;\mathrm{km/s}=5{,}0\times10^5;\mathrm{m/s}$$, então
v = 500;km/s=5,0times10^5;m/s

Passo 4

Somando as energias:
Efóton = phi + K = 3,6846times10^-19 + 1,1388times10^-19 = 4,8234times10^-19;J, ó
Agora, pra achar o comprimento de onda lambda usamos E = dfrachclambda, ou seja
lambda = h,cEfóton,, ó
com h = 6,626times10^-34;J,s e c = 3,00times10^8;m/s:
$$\lambda = \frac{6{,}626\times10{-34}\times3{,}00\times108}{4{,}8234\times10^{-19}}
\approx 4{,}12\times10^{-7};\mathrm{m},. $$

Resposta

O comprimento de onda do fóton incidente é aproximadamente boxed4,12times10^-7,m (412 nm).

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