Questão 16. A velocidade de um elétron emitido pela superfície de um metal iluminada por um fóton é de
.
a) Determine o comprimento de onda do elétron emitido.
b) A superfície desse metal não emite elétrons até que a radiação tenha frequência de
. Calcule a energia, em kJ, necessária para retirar 1 mol de elétrons do metal. (
)
c) Calcule o comprimento de onda da radiação que causa a fotoemissão de um elétron do metal. Indique o tipo de radiação eletromagnética que causa o efeito fotoelétrico.
a) Determine o comprimento de onda do elétron emitido.
b) A superfície desse metal não emite elétrons até que a radiação tenha frequência de
c) Calcule o comprimento de onda da radiação que causa a fotoemissão de um elétron do metal. Indique o tipo de radiação eletromagnética que causa o efeito fotoelétrico.
Passo 1
Beleza, a questão é sobre dois temas da Física Quântica:
- Parte (a) fala da onda associada ao elétron (hipótese de de Broglie).
- Partes (b) e © tratam do efeito fotoelétrico (energia de saída = função trabalho e comprimento de onda limiar).
O que vamos precisar:
• constante de Planck
• massa do elétron
• velocidade do elétron
• velocidade da luz
• frequência limiar
• número de Avogadro
A partir do Passo 2 resolvemos a parte (a), depois a (b) e, em seguida, a ©.
Passo 2
Parte (a): comprimento de onda do elétron pela hip. de de Broglie
- A fórmula é
- Calcula
:
- Então
Pronto, é aí que sai o valor pedido.
Passo 3
Parte (b): energia para tirar 1 mol de elétrons (função trabalho)
- A função trabalho por elétron é
- Para 1 mol, multiplica pelo
:
- Converte em kJ:
Passo 4
Parte ©: comprimento de onda da radiação limiar e tipo de radiação
- A frequência limiar já é
. O comprimento de onda associado é
- Em que região do espectro isso cai?
Como, estamos em radiação ultravioleta (mais especificamente UV extremo).
Resposta
a)
b)
c) e é radiação UV (extremo)
b)
c)