Questão 14. O comprimento de onda de um fóton que remove um elétron de uma superfície de rubídio (Rd) é de
, enquanto que para a prata (Ag) é de
.
a) Calcule a energia requerida para remover um mol de elétrons de cada superfície.
b) Qual superfície requer maior energia?
c) Qual metal poderia ser utilizado numa fotocélula quando se faz incidir luz na região do visível sobre a sua superfície? Justifique.
a) Calcule a energia requerida para remover um mol de elétrons de cada superfície.
b) Qual superfície requer maior energia?
c) Qual metal poderia ser utilizado numa fotocélula quando se faz incidir luz na região do visível sobre a sua superfície? Justifique.
Passo 1
O enunciado trata do efeito fotoelétrico: temos dois metais (Rb e Ag) com comprimentos de onda limite
e
. Queremos (a) a energia necessária para remover um mol de elétrons de cada metal, (b) comparar essas energias e (c) decidir qual metal responde à luz visível. Para resolver, vamos usar a relação
para a energia de um fóton e depois multiplicar pelo número de Avogadro
para obter a energia por mol.
Passo 2
Calcular a energia por fóton para Rb usando
com
,
e
. Logo,
Multiplicando por
, a energia por mol fica
Passo 3
Calcular a energia por fóton para Ag usando
com
. Assim,
Por mol:
Passo 4
Comparar as energias obtidas:
Como
, a prata requer mais energia para ejetar um mol de elétrons.
Passo 5
Para funcionar com luz visível (comprimentos de onda
–
), precisamos de um metal cuja energia de corte seja baixa (isto é,
suficientemente longo). Rb tem
, o que permite ejeção para
(parte visível azul–verde). Ag só responde em UV (
). Portanto, só Rb pode ser usado sob luz visível.
Resposta
a) Para rubídio:
. Para prata:
.
b) A prata requer maior energia.
c) O rubídio, pois seu comprimento de onda limite ( ) está dentro do visível, permitindo efeito fotoelétrico com luz visível.
b) A prata requer maior energia.
c) O rubídio, pois seu comprimento de onda limite (