Qual fonte de radiação deve ser usada para que elétrons sejam ejetados de uma placa de selênio numa velocidade de . Considere a função trabalho do selênio igual a .
Fonte de
radiação
Raios-x UV IV
frequência da
radiação

Passo 1

O enunciado pede para identificar qual faixa de frequência (raios-X, UV ou IV) é necessária para ejetar elétrons de uma placa de selênio com velocidade v=2,371times10^6,m/s. O conteúdo é o efeito fotoelétrico, onde a energia de um fóton satisfaz
h,f = phi + Ke,
sendo phi a função-trabalho e Ke a energia cinética dos elétrons.

Passo 2

Calcular a função-trabalho por elétron a partir de phimol=492,kJ/mol. Usando o número de Avogadro NA=6,022times10^23,/mol:
phi = 492times10^3,J/mol6,022times10^23,mol^-1 approx8,17times10^-19,J

Passo 3

Calcular a energia cinética do elétron ejetado com massa me=9,11times10^-31,kg e velocidade v:
Ke = tfrac12,me,v^2 = tfrac12,(9,11times10^-31,kg),(2,371times10^6,m/s)^2 approx2,56times10^-18,J

Passo 4

Determinar a energia mínima do fóton e a frequência correspondente:
Efóton = phi + Ke approx8,17times10^-19,J + 2,56times10^-18,J =3,38times10^-18,J ó
Como Efóton = h,fó e h=6,626times10^-34, Jcdot s, temos
f = 3,38times10^-18,J6,626times10^-34,Jcdot s approx5,10times10^15,Hz

Passo 5

Comparando fapprox5,1times10^15,Hz com as faixas:
bul<=t Raios-X: 10^17-- 10^20,Hz
bul<=t UV: 10^15-- 10^17,Hz
bul<=t IV: 10^11-- 10^13,Hz
A frequência calculada cai na banda de ultravioleta (UV).

Resposta

Deve-se usar radiação ultravioleta (UV).

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