1. Indique se a afirmação é verdadeira ou falsa. Justifique sua resposta para as verdadeiras e para as falsas.
(e) ( ) O efeito fotoelétrico é uma transformação de energia radiante em energia cinética.

Passo 1

O enunciado pede que se indique se a afirmação é verdadeira ou falsa e que se justifique a resposta. A afirmação dada é:
“O efeito fotoelétrico é uma transformação de energia radiante em energia cinética.”
Não há outros dados numéricos no enunciado; a tarefa é avaliar a veracidade da frase e justificar.

Passo 2

Vamos entender, passo a passo, o que ocorre no fenômeno descrito (descrição física, sem ainda decidir verdadeiro/falso).
Quando radiação eletromagnética (luz) incide sobre um metal, fótons podem interagir com elétrons ligados no metal. Cada fóton carrega uma energia que depende da sua frequência \nu. A energia de um fóton é dada por
E_{\text{fóton}} = h\nu,ó
onde h é a constante de Planck e \nu é a frequência da luz. Aqui:
  • E_{\text{fóton}}ó é a energia trazida por um único fóton;
  • h é uma constante (valor aproximado 6{,}626\times10^{-34}\\ \text{J}\cdot\text{s});
  • \nu é a frequência da luz (em Hz).

Passo 3

Para que um elétron seja arrancado (emissão fotoelétrica) é necessário vencer a energia de ligação do elétron ao metal, chamada de função trabalho. Denotamos essa energia por \varphi. Pela conservação de energia, se um fóton libera um elétron, a energia do fóton se divide em duas partes:
  • a energia necessária para libertar o elétron: \varphi;
  • o resto, que aparece como energia cinética do elétron ejetado.
Einstein formulou isso pela equação
K_{\max} = h\nu - \varphi,
onde:
  • K_{\max} é a energia cinética máxima que um elétron ejetado pode ter (nem todos os elétrons saem com essa energia máxima por causa de diferenças na ligação interna);
  • h\nu é a energia do fóton incidente;
  • \varphi é a função trabalho do metal.
Explanação didática das variáveis: \varphi mede “quanto” de energia é preciso para arrancar um elétron do metal; se h\nu<\varphi o fóton não tem energia suficiente e nenhum elétron é emitido.

Passo 4

Interpretação dessa equação em relação à afirmação:
  • A energia radiante fornecida pelo fóton é h\nu.
  • Nem toda essa energia vai necessariamente virar energia cinética do elétron; uma parcela fixa \varphi (quando ocorre emissão) é gasta para vencer a ligação. Apenas o excedente h\nu-\varphi vira energia cinética do elétron.
  • Se h\nu<\varphi, a radiação não produz elétrons e, portanto, não há conversão em energia cinética observável.
Exemplo numérico simples para fixar a ideia: suponha um metal com \varphi = 2{,}0\\ \text{eV} e fótons com energia h\nu = 3{,}0\\ \text{eV}. Então
K_{\max} = 3{,}0\\ \text{eV} - 2{,}0\\ \text{eV} = 1{,}0\\ \text{eV}.
Ou seja, só 1,0 eV da energia do fóton virou energia cinética; 2,0 eV foram gastos para libertar o elétron. Se o fóton tivesse só 1{,}5\\ \text{eV}, nenhum elétron seria emitido.

Passo 5

Avaliação lógica da frase: “O efeito fotoelétrico é uma transformação de energia radiante em energia cinética.”
  • Se a frase for entendida estritamente como “toda a energia radiante é transformada em energia cinética” então ela é falsa: parte da energia pode (e normalmente é) usada para vencer a função trabalho \varphi.
  • Se a frase for interpretada de forma mais fraca, como “há transformação de energia radiante em energia cinética (entre outras coisas)”, aí essa leitura reconhece que parte vira energia cinética — mas a afirmação original é ambígua e tende a sugerir conversão total.
Para um exame, deve-se dar a resposta clara e justificar pelo fato físico: nem sempre (e não totalmente) a energia radiante se transforma em energia cinética; parte é consumida na função trabalho e, se a energia for insuficiente, nada é convertido em cinética.

Passo 6

Conclusão e sugestão de justificativa para a prova (frase curta e direta que vale ponto):
  • Cite a equação de Einstein \;K_{\max}=h\nu-\varphi\;, explique o significado de cada termo e conclua que nem toda energia do fóton vira energia cinética — parte pode ser gasta como função trabalho; portanto a afirmação, tomada como absoluta, é falsa.
Um conselho amigo: na prova escreva a equação, explique o papel de \varphi e mencione o caso do limiar \nu_0=\varphi/h. Isso mostra que você entendeu tanto a fórmula quanto as consequências experimentais.

Resposta

Falso.

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