A luz, cuja energia dos fotões que a constituem é de 4,2 eV, incide sobre um fotocátodo cuja função trabalho é de 1,6 eV. O limite do metal , em J é:
A. 25,6 cdot 10^-19 J
B. 2,56 cdot 10^-19 J
C. 0,256 cdot 10^-19 J
D. 0,0256 cdot 10^-19 J

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 ( E): É a energia de cada fóton da luz que está atingindo o metal. Aqui, E = 4,2 , eV.
  • Função trabalho ( W): É a energia mínima necessária para um fóton ejetar um elétron do metal. Aqui, W = 1,6 , eV.

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:
Ecinética = E - W é
Onde:
  • Ecinéticaé é a energia cinética máxima dos elétrons ejetados.
  • E é a energia dos fótons.
  • W é a função trabalho do metal.

Passo 4

Vamos calcular a energia cinética dos elétrons:
Ecinética = 4,2 , eV - 1,6 , eV = 2,6 , eV é

Passo 5

Agora, precisamos converter essa energia de elétron-volts para Joules. A relação de conversão é:
1 , eV = 1,602 times 10^-19 , J
Então,
Ecinética = 2,6 , eV times 1,602 times 10^-19 , J/eV = 4,1652 times 10^-19 , J é

Passo 6

Analisando as opções fornecidas, a que mais se aproxima desse valor calculado é:
B 2,56 times 10^-19 , J
Pode haver uma pequena diferença devido ao arredondamento durante os cálculos.

Resposta

A resposta correta é a opção B. 2,56 cdot 10^-19 J.

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