Para remover um elétron interno, ou seja, um elétron mais fortemente ligado, de um átomo de molibdénio é preciso uma energia de 20 keV . Se quisermos obter isto fazendo um fóton atingir o átomo. (a) qual deverá ser o comprimento de onda do fóton? (b) A que região do espectro pertencerá este fóton? (c) Este processo poderia ser chamado de efeito fotoelétrico? Discuta suas respostas.
Passo 1
O enunciado diz que para arrancar um elétron interno de um átomo de molibd’enio precisamos de uma energia de
,keV fornecida por um f’oton. O conte’udo matem’atico envolve convers~ao de energia de el’etron-volts para joules e a rela\c{c}~ao de Planck para calcular o comprimento de onda:
Vamos usar
,
,
e .
e
Passo 2
Primeiro convertemos
em joules:
Em seguida, isolamos
em
:
Passo 3
Um comprimento de onda de
(ou
) situa-se na região dos raios X. Como está abaixo de
, chama-se raios X “duros” (hard X-rays).
Passo 4
No processo descrito, um único fóton arrancando um elétron interno é exatamente um caso de fotoionização atômica, que é a versão atômica do efeito fotoelétrico. Em física de superfícies/metais, “efeito fotoelétrico” refere-se tipicamente à emissão de elétrons de um metal, mas em espectroscopia de átomos chamamos de “efeito fotoelétrico atômico” ou “fotoionização”. Portanto, sim, é o mesmo princípio fundamental (absorção de fóton seguida de emissão de elétron), embora em contexto atômico usemos o termo fotoionização.
Resposta
(a)
.
(b) Região dos raios X duros (hard X-rays).
(c) Sim, é um efeito fotoelétrico em nível atômico (fotoionização), ainda que em química/física de átomos se use o termo fotoionização em vez de fotoelétrico de superfície.
(b) Região dos raios X duros (hard X-rays).
(c) Sim, é um efeito fotoelétrico em nível atômico (fotoionização), ainda que em química/física de átomos se use o termo fotoionização em vez de fotoelétrico de superfície.