A respeito da radiação eletromagnética:
A energia cinética de um elétron ejetado de uma superfície metálica, quando o metal é irradiado com radiação ultravioleta dependente da frequência da radiação?
A energia cinética de um elétron ejetado de uma superfície metálica, quando o metal é irradiado com radiação ultravioleta dependente da frequência da radiação?
Passo 1
Beleza, o enunciado tá perguntando sobre o efeito fotoelétrico: “Será que a energia cinética do elétron ejetado de um metal, quando iluminado por luz ultravioleta, depende da frequência dessa luz?”
Conteúdo: efeito fotoelétrico (radiação eletromagnética e emissão de elétrons).
O que vamos precisar:
Conteúdo: efeito fotoelétrico (radiação eletromagnética e emissão de elétrons).
O que vamos precisar:
- Conceito de fóton e energia de um fóton:
. - Função trabalho (energia mínima pra arrancar o elétron):
. - Equação de Einstein pro efeito fotoelétrico:
.
Passo 2
Antes de mais nada, lembra que na física clássica se esperava que a intensidade (brilho) da luz determinasse a energia dos elétrons ejetados, mas o experimento mostrou que não é bem assim.
Passo 3
Na teoria quântica, tratamos a luz como composta de pacotinhos de energia (fótons). Cada fóton tem energia
onde
-
é a constante de Planck, -
é a frequência da luz.
Passo 4
Quando um fóton incide no metal, ele transfere toda a sua energia a um elétron. Parte dessa energia é gasta pra liberar o elétron (essa parte mínima chama-se função trabalho
) e o resto vai como energia cinética pro elétron sair voando.
Passo 5
Então a gente escreve a equação de Einstein:
Repara que:
- Se
for menor que (frequência de corte), e nenhum elétron sai. - Se
, sai elétron e a energia cinética aumenta conforme cresce.
Resposta
Sim! A energia cinética do elétron ejetado depende direto da frequência da luz:
Ou seja, quanto maior
(acima do limite), maior
.