Questão 11. Um feixe de luz com potência de 15 W incide em uma placa de cobre (
). Elétrons com uma energia mínima
são ejetados.
a) Calcule a energia do feixe de luz incidente e sua frequência.
b) O que acontecerá com a energia cinética dos elétrons ejetados (
) se a frequência da radiação incidente calculada no item (a) for duplicada? E com a quantidade de elétrons (
)?
c) Represente um gráfico da energia cinética do elétron por frequência e indique seu componentes.
a) Calcule a energia do feixe de luz incidente e sua frequência.
b) O que acontecerá com a energia cinética dos elétrons ejetados (
c) Represente um gráfico da energia cinética do elétron por frequência e indique seu componentes.
Passo 1
O enunciado trata do efeito fotoelétrico em uma placa de cobre com função trabalho
. Um feixe de luz de potência
incide e ejeta elétrons com energia cinética mínima
. Vamos usar a equação de Einstein para o efeito fotoelétrico
e depois obter a frequência pela relação
Passo 2
Calculamos a energia de cada fóton:
Passo 3
A frequência é
Passo 4
Se dobramos a frequência para
, a energia do fóton fica
e a nova energia cinética será
Como a potência
permanece
, o número de fótons por segundo cai pela metade e, portanto, o número de elétrons ejetados
também passa a ser
.
Passo 5
A relação geral entre energia cinética e frequência é
que é uma reta de inclinação
e intercepto horizontal em
Esboço ASCII do gráfico:
(J)
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|/___>
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| /
|/___>
Resposta
a)
,
.
b) Ao dobrar ,
passa a
e o número de elétrons ejetados cai para
.
c) O gráfico de versus
é a reta
com inclinação
e frequência de corte
.
b) Ao dobrar
c) O gráfico de