Questão 14 -
Sobre o efeito fotoelétrico são feitas as seguintes afirmações:
I. Incide-se luz num material fotoelétrico e não se observa a emissão de elétrons. Para que ocorra a emissão de elétrons no mesmo material basta que se aumente suficientemente a frequência da luz incidente.
II. Incide-se luz violeta com uma determinada intensidade num material fotoelétrico e observa-se a emissão de elétrons. Caso aumentássemos a intensidade luminosa, sem alterar a cor, isso aumentaria a corrente elétrica e a energia cinética dos elétrons emitidos.
III. No contexto do efeito fotoelétrico, o potencial de corte é a tensão necessária para deter os elétrons que escapam do metal com a menor velocidade possível.
IV. Quando luz azul incide sobre uma placa de zinco, ela não produz efeito fotoelétrico, mas quando iluminada com luz vermelha ocorre emissão de elétrons.
V. Incide-se luz vermelha num material fotoelétrico e se observa a emissão de elétrons. Caso a luz incidente fosse alterada para o violeta, os elétrons continuariam a ser emitidos e com maior energia cinética.
Estão corretas apenas as afirmativas:
a) I e IV.
b) I e V.
c) II e III.
d) I ell.
e) III e V.
I. Incide-se luz num material fotoelétrico e não se observa a emissão de elétrons. Para que ocorra a emissão de elétrons no mesmo material basta que se aumente suficientemente a frequência da luz incidente.
II. Incide-se luz violeta com uma determinada intensidade num material fotoelétrico e observa-se a emissão de elétrons. Caso aumentássemos a intensidade luminosa, sem alterar a cor, isso aumentaria a corrente elétrica e a energia cinética dos elétrons emitidos.
III. No contexto do efeito fotoelétrico, o potencial de corte é a tensão necessária para deter os elétrons que escapam do metal com a menor velocidade possível.
IV. Quando luz azul incide sobre uma placa de zinco, ela não produz efeito fotoelétrico, mas quando iluminada com luz vermelha ocorre emissão de elétrons.
V. Incide-se luz vermelha num material fotoelétrico e se observa a emissão de elétrons. Caso a luz incidente fosse alterada para o violeta, os elétrons continuariam a ser emitidos e com maior energia cinética.
a) I e IV.
b) I e V.
c) II e III.
d) I ell.
e) III e V.
Passo 1
O enunciado apresenta cinco afirmações sobre o efeito fotoelétrico (I a V) e pede para identificar quais estão corretas. O conteúdo envolvido é o conceito de frequência-limite, dependência da energia cinética em relação à frequência da luz e papel da intensidade e do potencial de parada.
Passo 2
Recordemos os pontos-chave do efeito fotoelétrico:
Existe uma frequência-limite
abaixo da qual não há emissão de elétrons, independentemente da intensidade.
A energia cinética máxima dos elétrons emitidos é
onde
é a energia do fóton e
a função trabalho do metal; logo,
depende da frequência
(e não da intensidade).
A intensidade afeta apenas a taxa de emissão (corrente), não
.
O potencial de corte (ou parada) é a tensão necessária para deter os elétrons mais energéticos (de maior velocidade), não os de menor.
Passo 3
Analisando I: “Se não há emissão, basta aumentar suficientemente a frequência da luz incidente para que ocorra emissão.” Isso está de acordo com a existência de uma frequência-limite. Portanto, I é verdadeira.
Passo 4
Analisando II: “Aumentar a intensidade, sem alterar a cor, aumenta a corrente e a energia cinética dos elétrons.” Aumento da intensidade aumenta apenas o número de elétrons (corrente), mas não sua energia cinética. Logo, II é falsa.
Passo 5
Analisando III: “O potencial de corte é a tensão necessária para deter os elétrons que escapam com a menor velocidade possível.” Na verdade, o potencial de corte detém os elétrons com a maior velocidade (energia máxima). Portanto, III é falsa.
Passo 6
Analisando IV: “Luz azul não produz efeito fotoelétrico, mas luz vermelha sim.” Como a luz azul tem frequência maior, se ela não fosse suficiente, luz vermelha (menor frequência) também não seria. Logo, IV é falsa.
Passo 7
Analisando V: “Se luz vermelha já emite elétrons, trocar para violeta continua a emissão e aumenta a energia cinética.” Se a frequência vermelha
excede
, então uma frequência maior
também emite e com
maior. Então V é verdadeira.
Resposta
b) I e V.