Uma luz mais brilhante ejetará mais elétrons de uma superfície fotossensível do que uma luz mais fraca de mesma freqüência?
Passo 1
O enunciado pergunta se, no efeito fotoelétrico, uma luz mais intensa (maior brilho) ejetará mais elétrons do que uma luz mais fraca, mantendo-se a mesma frequência. O conteúdo envolvido é a teoria de fótons de Einstein aplicada ao efeito fotoelétrico: energia de cada fóton, trabalho de saída da superfície e relação entre intensidade e número de fótons.
Passo 2
Segundo Einstein, cada fóton de frequência
tem energia
onde
é a constante de Planck. A intensidade
da luz é a energia incidente por área e por segundo. Se a frequência
é fixa, aumentar
significa aumentar o número de fótons incidentes por segundo.
Passo 3
Na superfície fotossensível, cada fóton com
(onde
é o trabalho de saída) pode ejetar um elétron. Logo, o número de elétrons emitidos por segundo é diretamente proporcional ao número de fótons incidentes por segundo. Como intensidade maior gera mais fótons, gera-se também mais elétrons.
Passo 4
A energia cinética máxima dos elétrons ejetados continua sendo
independente da intensidade. O que muda ao aumentar a intensidade é apenas a quantidade de elétrons por unidade de tempo, não sua energia máxima.
Resposta
Sim. Mantendo a mesma frequência (acima do limiar), uma luz mais brilhante ejetará mais elétrons por segundo, pois tem maior fluxo de fótons incidentes.