A luz, cuja energia dos fotões que a constituem é de
, incide sobre um fotocátodo cuja função trabalho é de
. O limite do metal , em J é:
A.
B.
C.
D.
A.
B.
C.
D.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O problema fala sobre a energia dos fótons da luz e a função trabalho de um fotocátodo. Estamos lidando com conceitos de Efeito Fotoelétrico, que faz parte da Física Moderna. Para resolver isso, vamos precisar entender como converter energia de elétron-volts (eV) para Joules (J), já que a resposta pede o limite do metal em Joules.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que cada termo significa:
- Energia dos fótons (
): É a energia de cada fóton da luz que está atingindo o metal. Aqui, . - Função trabalho (
): É a energia mínima necessária para um fóton ejetar um elétron do metal. Aqui, .
Passo 3
Para encontrar o “limite do metal”, que nesse contexto corresponde à energia restante dos elétrons ejetados após a absorção dos fótons, usamos a equação do efeito fotoelétrico:
Onde:
-
é a energia cinética máxima dos elétrons ejetados. -
é a energia dos fótons. -
é a função trabalho do metal.
Passo 4
Vamos calcular a energia cinética dos elétrons:
Passo 5
Agora, precisamos converter essa energia de elétron-volts para Joules. A relação de conversão é:
Então,
Passo 6
Analisando as opções fornecidas, a que mais se aproxima desse valor calculado é:
Pode haver uma pequena diferença devido ao arredondamento durante os cálculos.
Resposta
A resposta correta é a opção B.
.