Explique o efeito fotoelétrico. A função trabalho para o lítio é
. Calcule o comprimento de onda do fóton incidente para remover elétrons de uma placa de lítio com velocidade
.
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
) fazendo-os saírem com velocidade
.
Conteúdo: efeito fotoelétrico (conservação de energia na emissão de elétrons), conversão de eV em joule, energia cinética
, constante de Planck
e velocidade da luz
.
Passo 2
Primeiro, a teoria do efeito fotoelétrico diz que, para cada fóton que incide, a energia dele
é gasta em duas partes:
- superar a função trabalho
(energia mínima pra arrancar o elétron) - virar energia cinética
do elétron.
Logo, pela equação de Einstein:
Passo 3
Vamos converter tudo pra joules.
– Função trabalho:
– Função trabalho:
$$\phi = 2{,}3;\mathrm{eV} \times 1{,}602\times10^{-19};\mathrm{J/eV}
= 3{,}6846\times10^{-19};\mathrm{J},.
m_e = 9{,}11\times10^{-31};\mathrm{kg}
v = 500;\mathrm{km/s}=5{,}0\times10^5;\mathrm{m/s}$$, então
Passo 4
Somando as energias:
Agora, pra achar o comprimento de onda
usamos
, ou seja
com
e
:
$$\lambda = \frac{6{,}626\times10{-34}\times3{,}00\times108}{4{,}8234\times10^{-19}}
\approx 4{,}12\times10^{-7};\mathrm{m},. $$
Resposta
O comprimento de onda do fóton incidente é aproximadamente
(412 nm).