UNESP 2021: O efeito fotoelétrico é um processo em que ocorre a emissão de elétrons por uma placa metálica

UNESP 2021: O efeito fotoelétrico é um processo em que ocorre a emissão de elétrons por uma placa metálica

UNESP 2021: O efeito fotoelétrico é um processo em que ocorre a emissão de elétrons por uma placa metálica, chamados fotoelétrons, quando a radiação eletromagnética incide sobre ela com uma quantidade de energia suficiente para removê-los da superfície da placa. A quantidade mínima dessa energia que remove cada elétron é chamada função trabalho do metal (Φ).

No estudo desse efeito, considera-se que a energia (ε) associada a um fóton de determinada radiação que se propaga com frequência f é dada pela expressão ε = h × f, em que h é uma constante positiva. Nesse processo, essa energia é totalmente absorvida por um elétron ligado à placa, sendo parte utilizada para removê-lo do metal e o restante transformada em energia cinética desse fotoelétron (Ecin = ε – Φ).

A tabela apresenta as funções trabalho do sódio e do alumínio, expressas em joules.

Considere que uma radiação ultravioleta de comprimento de onda λ = 4 × 10⁻⁷ m, propagando-se no vácuo, incida sobre duas placas, uma feita de sódio e outra de alumínio. Sendo a velocidade da luz no vácuo c = 3 × 10⁸ m/s e adotando-se h = 6,4 × 10⁻³⁴ J · s, nessa situação somente a placa de

(A) alumínio emitirá fotoelétrons, cada um com 2,0 × 10⁻¹⁹ J de energia cinética.

(B) alumínio emitirá fotoelétrons, cada um com 2,4 × 10⁻¹⁹ J de energia cinética.

(C) sódio emitirá fotoelétrons, cada um com 2,4 × 10⁻¹⁹ J de energia cinética.

(D) sódio emitirá fotoelétrons, cada um com 1,1 × 10⁻¹⁹ J de energia cinética.

(E) alumínio emitirá fotoelétrons, cada um com 1,1 × 10⁻¹⁹ J de energia cinética.

QUESTÃO ANTERIOR:

- UNESP 2021: Um estudante tinha disponíveis um gerador elétrico de força eletromotriz E = 50 V e resistência interna r = 2 Ω, duas lâmpadas iguais com valores nominais (60 V – 100 W) e um amperímetro ideal, como representado na figura.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

1) Cálculo da energia do fóton:

2) Só haverá efeito fotoelétrico para o sódio pois a energia do fóton é maior que a sua função trabalho (3,7 . 10⁻¹⁹J).

Para o alumínio a energia do fóton (4,8 . 10⁻¹⁹J) é menor que a função trabalho (6,5 . 10⁻¹⁹J) e não haverá efeito fotoelétrico.

3) Ecin = ε – Φ

Ecin = 4,8 . 10⁻¹⁹J – 3,7 . 10⁻¹⁹J

Ecin = 1,1 . 10⁻¹⁹J

GABARITO:

(D) sódio emitirá fotoelétrons, cada um com 1,1 × 10⁻¹⁹ J de energia cinética.

PRÓXIMA QUESTÃO:

- UNESP 2021: A idade do cachorro para a qual a regra do fator 7 e a regra padrão refinada se equivalem, ou seja, apresentam uma mesma idade humana aproximada, é

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova UNESP 2021 (2ª Fase) com Gabarito e Resolução