(I) Luz de comprimento de onda de
incide sobre uma superfície metálica. Sabendo que o potencial de freamento neste caso é
, obtenha:
(a) (1,0 ponto) A energia cinética máxima dos elétrons emitidos.
(a) (1,0 ponto) A energia cinética máxima dos elétrons emitidos.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre luz com comprimento de onda de
incidente em uma superfície metálica. Sabemos que o potencial de freamento é
. O conteúdo aqui é sobre o efeito fotoelétrico, que estuda como a luz pode ejetar elétrons de um metal. Para resolver, vamos precisar usar a relação entre a energia do fóton da luz e a energia cinética dos elétrons emitidos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a energia de um fóton é dada por
, onde:
-
é a constante de Planck ( ), -
é a velocidade da luz ( ), -
é o comprimento de onda da luz.
Vamos calcular a energia do fóton com o comprimento de onda dado.
Passo 3
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 4
Agora, sabemos que a energia cinética máxima dos elétrons emitidos é dada pela diferença entre a energia do fóton e a função trabalho do metal (
):
O potencial de freamento
está relacionado à função trabalho por:
Onde
é a carga elementar (
).
Passo 5
Vamos calcular a função trabalho:
Passo 6
Agora, substituímos os valores na equação da energia cinética máxima:
Resposta
A energia cinética máxima dos elétrons emitidos é aproximadamente
.