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 \nu tem energia
E_{\rm fóton} = h\,\nuó
onde h é a constante de Planck. A intensidade I da luz é a energia incidente por área e por segundo. Se a frequência \nu é fixa, aumentar I significa aumentar o número de fótons incidentes por segundo.

Passo 3

Na superfície fotossensível, cada fóton com E_{\rm fóton}\ge \Phió (onde \Phi 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
K_{\max} = h\,\nu - \Phi
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.

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