( 2,0 pontos) A luz de três diferentes lasers ( A, B c C), cada uma com um comprimento de onda diferente, iluminou a mesma superfície metálica. O laser A não produziu fotoclétrons. Os lasers B e C produziram fotoclétrons, mas os fotoclétrons produzidos pelo laser B tinham uma velocidade maior que os produzidos pelo laser C. Disponha os lasers em ordem crescente de comprimento de onda e justifique sua resposta.

Passo 1

O enunciado trata do efeito fotoelétrico: três lasers A, B e C com comprimentos de onda distintos iluminam o mesmo metal. Sabemos que cada fóton tem energia relacionada ao comprimento de onda por
E = hclambda,
e que a energia cinética máxima dos fotoelétrons é dada pela equação de Einstein
Kmax = E - phi,
onde phi é a função trabalho do metal.

Passo 2

Laser A não produz fotoelétrons, logo cada fóton de A não possui energia suficiente para superar phi. Isso dá
hclambdaA < phiLongrightarrow lambdaA > hcphi

Passo 3

Os lasers B e C produzem fotoelétrons, então seus fótons têm energia pelo menos igual a phi:
hclambdaB>= phi, hclambdaC>= phiLongrightarrow lambdaB<=hcphi, lambdaC<=hcphi
Logo lambdaB,lambdaC<lambdaA.

Passo 4

Os fotoelétrons de B saem com velocidade maior que os de C, isto é, KB>KC. Pela equação de Einstein,
KB = hclambdaB-phi, KC = hclambdaC-phi,
e KB>KC implica
hclambdaB>hclambdaCLongrightarrow lambdaB<lambdaC

Passo 5

Juntando lambdaB<lambdaC e lambdaB,lambdaC<lambdaA, temos a ordem crescente de comprimentos de onda
lambdaB<lambdaC<lambdaA

Resposta

lambdaB<lambdaC<lambdaA

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