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.

Passo 1

O enunciado descreve um experimento de efeito fotoelétrico: luz de frequência f e intensidade I incide sobre uma superfície de sódio e emite N 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 E = h fonde h é a constante de Planck e f a frequência. Para ocorrer emissão de elétrons é preciso f>= f0, sendo f0 a frequência de corte (limiar).

Passo 3

A intensidade I da luz está relacionada ao número de fótons por segundo que chega à superfície. Se f permanece acima de f0, aumentar I significa aumentar o número de fótons e, portanto, dobrar I dobra o número de elétrons emitidos ( Npropto número de fótons).

Passo 4

Variar a frequência não afeta o número de elétrons emitidos (só altera sua energia cinética), desde que f continue acima do limiar. Logo, para obter 2N, basta manter f e duplicar I.

Resposta

b) manter a frequência e duplicar a intensidade

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