O ônibus espacial em órbita em torno da Terra, move-se praticamente fora da atmosfera terrestre, mesmo assim acumula uma carga em sua fuselagem devido, em parte, à perda de elétrons causada pelo efeito fotoelétrico com a luz solar. Suponha que a fuselagem do transporte tenha sido revestida com
, que tem uma função de trabalho relativamente grande,
, nas temperaturas encontradas em órbita. Qual é o comprimento de onda máximo no espectro solar que poderia resultar na emissão de fotoelétrons da fuselagem do ônibus?
Passo 1
Beleza, o exercício fala sobre o efeito fotoelétrico na fuselagem de Ni (níquel) do ônibus espacial, com função de trabalho φ = 4,87 eV. A gente vai usar a teoria do efeito fotoelétrico, que diz que um fóton precisa ter energia mínima igual à função de trabalho para arrancar elétrons. Como energia de um fóton é dada por
onde
é a constante de Planck e
a velocidade da luz, a gente precisa dessa fórmula, da conversão eV → J e dos valores de
e
.
Passo 2
Antes de tudo, convertemos a função de trabalho de elétron-volts para joules, porque as constantes
e
estão em unidades SI.
Passo 3
Agora usamos a condição de “limite” do efeito fotoelétrico:
A gente isola
:
Passo 4
Basta substituir os valores:
Resposta
O comprimento de onda máximo é
(ou cerca de 255 nm).