Sobre o efeito fotoelétrico, indique a alternativa correta.
(A) O efeito fotoelétrico é um fenômeno puramente térmico, não dependente das propriedades da luz incidente.
(B) A emissão de elétrons ocorre independentemente da frequência da luz incidente, desde que a intensidade seja suficiente para fornecer a energia necessária.
(C) O efeito fotoelétrico só ocorre quando a luz incidente tem uma frequência maior que a frequência de corte, que depende da função trabalho do material.
(D) A energia cinética dos elétrons emitidos é independente da frequência da luz incidente e depende apenas da intensidade da luz.

Passo 1

O enunciado pede para identificarmos, entre quatro afirmações, qual descreve corretamente o efeito fotoelétrico, fenômeno explicado por Einstein em que fótons de luz incidentes sobre um metal podem arrancar elétrons. Para resolver, vamos aplicar os três pontos-chave da teoria:
  1. Cada fóton transporta energia \,h\nu.
  2. A emissão ocorre somente se \,h\nu>\varphi, em que \varphi é a função trabalho do material. Isso define uma frequência de corte \nu_{0}=\varphi/h.
  3. A energia cinética máxima do elétron é
K_{\max}=h\nu-\varphi,
e a intensidade da luz afeta apenas o número de elétrons emitidos, não sua energia individual.

Passo 2

Analisando a alternativa (A): “O efeito fotoelétrico é um fenômeno puramente térmico, não dependente das propriedades da luz incidente.”
Isto está claramente errado, pois o efeito fotoelétrico depende da frequência e não da temperatura. Ele não tem origem térmica, mas quântica (fótons).

Passo 3

Analisando a alternativa (B): “A emissão de elétrons ocorre independentemente da frequência da luz incidente, desde que a intensidade seja suficiente para fornecer a energia necessária.”
Também está incorreta, porque mesmo com grande intensidade, se \nu<\nu_{0} não há fótons com energia suficiente ( h\nu<\varphi) e nenhum elétron é emitido.

Passo 4

Analisando a alternativa (C): “O efeito fotoelétrico só ocorre quando a luz incidente tem uma frequência maior que a frequência de corte, que depende da função trabalho do material.”
Isso coincide exatamente com a condição h\nu>\varphi e a definição de \nu_{0}=\varphi/h. Portanto, está correta.

Passo 5

Analisando a alternativa (D): “A energia cinética dos elétrons emitidos é independente da frequência da luz incidente e depende apenas da intensidade da luz.”
É o oposto do que prevê Einstein: K_{\max}=h\nu-\varphi mostra que K_{\max} cresce com \nu e não com a intensidade (que só altera a corrente de elétrons).

Resposta

(C)

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