Um feixe de luz monocromática de comprimento de onda lambda=150 nm incide sobre uma placa metálica cuja função trabalho é W=3,0 eV.
Se dobrarmos a intensidade da luz sem alterar seu comprimento de onda, como isso afetaria o número de elétrons ejetados e sua energia cinética máxima? Explique.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que está acontecendo aqui. A gente tem um feixe de luz monocromática com comprimento de onda lambda = 150 , nm que está atingindo uma placa metálica com função trabalho W = 3,0 , eV. A pergunta é: se a gente dobrar a intensidade da luz sem mudar o comprimento de onda, como isso vai afetar o número de elétrons ejetados e a energia cinética máxima deles?
Aqui, a gente vai usar o conceito do Efeito Fotoelétrico, que faz parte da física quântica. Vamos precisar entender como a intensidade da luz está relacionada com o número de fótons e como isso afeta a ejeção dos elétrons.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a energia de um fóton é dada pela fórmula:
E = h nu
onde h é a constante de Planck ( 6,626 times 10^-34 , Js) e nu é a frequência da luz.
Como o comprimento de onda lambda é dado, podemos relacionar a frequência nu com lambda através da velocidade da luz c:
nu = clambda
Substituindo os valores, podemos encontrar a energia de cada fóton.

Passo 3

Agora, a intensidade da luz está relacionada com o número de fótons que chegam por unidade de tempo. Se a gente dobra a intensidade da luz, significa que o número de fótons por segundo está dobrando.
Isso implica que o número de elétrons que podem ser ejetados também dobra, já que cada fóton tem a chance de ejectar um elétron.

Passo 4

Quanto à energia cinética máxima dos elétrons ejetados, ela é dada pela diferença entre a energia do fóton e a função trabalho do metal:
Kmáx = h nu - W á
Aqui, W é a energia mínima necessária para ejectar um elétron do metal.
Como a frequência nu (e portanto a energia do fóton h nu) não muda quando a intensidade da luz muda, a energia cinética máxima dos elétrons também permanece a mesma, mesmo que o número de elétrons ejetados dobre.

Resposta

Ao dobrar a intensidade da luz sem alterar o comprimento de onda, o número de elétrons ejetados também dobra, mas a energia cinética máxima dos elétrons permanece a mesma.

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