( 2,0 pontos) A luz de três diferentes lasers (
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 que a energia cinética máxima dos fotoelétrons é dada pela equação de Einstein
onde
é a função trabalho do metal.
Passo 2
Laser A não produz fotoelétrons, logo cada fóton de A não possui energia suficiente para superar
. Isso dá
Passo 3
Os lasers B e C produzem fotoelétrons, então seus fótons têm energia pelo menos igual a
:
Logo
.
Passo 4
Os fotoelétrons de B saem com velocidade maior que os de C, isto é,
. Pela equação de Einstein,
e
implica
Passo 5
Juntando
e
, temos a ordem crescente de comprimentos de onda