Questão 07
(UDESC/2012) A emissão de elétrons de uma superfície, devido à incidência de luz sobre essa superfície, e chamada de efeito fotoelétrico. Em um experimento um físico faz incidir uma radiação luminosa de frequência fe intensidade I sobre uma superfície de sódio, fazendo com que N elétrons sejam emitidos desta superfície.
Em relação aos valores iniciais f e I , assinale a alternativa que apresenta como devem variar a frequência e a intensidade da luz incidente para duplicar o número de elétrons emitidos:
a) duplicar a frequência e manter a intensidade.
b) manter a frequência e duplicar a intensidade.
c) reduzir a frequência pela metade e manter a intensidade.
d) manter a frequência e quadruplicar a intensidade.
e) a emissão de elétrons independe da frequência e da intensidade da luz incidente.
Em relação aos valores iniciais f e I , assinale a alternativa que apresenta como devem variar a frequência e a intensidade da luz incidente para duplicar o número de elétrons emitidos:
a) duplicar a frequência e manter a intensidade.
b) manter a frequência e duplicar a intensidade.
c) reduzir a frequência pela metade e manter a intensidade.
d) manter a frequência e quadruplicar a intensidade.
e) a emissão de elétrons independe da frequência e da intensidade da luz incidente.
Passo 1
O enunciado descreve um experimento de efeito fotoelétrico: luz de frequência
e intensidade
incide sobre uma superfície de sódio e emite
elétrons. O conteúdo é o efeito fotoelétrico, onde precisamos usar a relação entre frequência, energia de fóton e intensidade (número de fótons).
Passo 2
No efeito fotoelétrico cada fóton tem energia
onde
é a constante de Planck e
a frequência. Para ocorrer emissão de elétrons é preciso
, sendo
a frequência de corte (limiar).
Passo 3
A intensidade
da luz está relacionada ao número de fótons por segundo que chega à superfície. Se
permanece acima de
, aumentar
significa aumentar o número de fótons e, portanto, dobrar
dobra o número de elétrons emitidos (
número de fótons).
Passo 4
Variar a frequência não afeta o número de elétrons emitidos (só altera sua energia cinética), desde que
continue acima do limiar. Logo, para obter
, basta manter
e duplicar
.
Resposta
b) manter a frequência e duplicar a intensidade