Oito fótons devem atingir a superfície de um fotodetector para que este emita um elétron. Calcule qual a corrente que irá fluir, sabendo-se que 4.10^{11} fótons/segundo atingem a superfície do fotodetector.

Passo 1

O enunciado informa que chegam ao fotodetector 4\times10^{11} fótons por segundo e que são necessários 8 fótons para emitir um elétron. O conteúdo é o efeito fotoelétrico, em que a corrente elétrica é dada pelo produto entre a taxa de emissão de elétrons e a carga elementar e=1,6\times10^{-19}\,\mathrm{C}. Vamos então (1) calcular a taxa de emissão de elétrons e (2) converter essa taxa em corrente.

Passo 2

A taxa de emissão de elétrons N_e é a razão entre o número de fótons incidentes e o número de fótons necessários para produzir cada elétron:
N_e = \frac{4\times10^{11}\,\mathrm{fótons/s}}{8\,\mathrm{fótons/elétron}} =5\times10^{10}\,\mathrm{elétrons/s}.óóéé

Passo 3

A corrente I é o fluxo de carga por unidade de tempo. Como cada elétron tem carga e, temos
I = N_e \times e =5\times10^{10}\,\mathrm{s^{-1}}\times1,6\times10^{-19}\,\mathrm{C} =8\times10^{-9}\,\mathrm{A}.

Resposta

A corrente que fluirá é 8\times10^{-9}\,\mathrm{A} (ou 8 nA).

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