Feixes de luz de comprimentos de onda 590 nm, 450 nm e 380 nm incidem sobre uma superfície metálica

Feixes de luz de comprimentos de onda 590 nm, 450 nm e 380 nm incidem sobre uma superfície metálica

ITA 2023 - QUESTÃO 10

Feixes de luz de comprimentos de onda 590 nm, 450 nm e 380 nm incidem sobre uma superfície metálica. Com um aparato experimental, são medidas as velocidades dos fotoelétrons ejetados. Sabendo que a maior velocidade detectada foi de 640 km/s. faça o que se pede: 

a) determine a função trabalho do material; 

b) determine a frequência de corte: 

c) justifique se é possível que um elétron livre absorva um fóton, tal como ocorre no efeito fotoelétrico em um material. Um elétron livre é um elétron sem interações com outros corpos, além do referido fóton.

QUESTÃO ANTERIOR:

- Considere duas barras metálicas longas, 1 e 2, dispostas paralelamente uma à outra, em um plano horizontal

GABARITO:

a) τ = 2,1eV

b) fc ≅ 5,08 . 10¹⁴Hz

c) o elétron não absorve o fóton

RESOLUÇÃO:

a) A energia cinética do elétron ejetado é dada por:

A velocidade será máxima (640km/s) quando o comprimento de onda for mínimo isto é

λ = 380nm.

O valor h c = 1240 eV . nm = 1240 . 1,6 . 10⁻¹⁹J nm

Em (1):

b) A frequência de corte é dada por:

c) A colisão entre um elétron livre e um fóton pode ser assimilada a uma colisão entre duas partículas com conservação de quantidade de movimento e de energia o que é incompatível com a absorção do fóton pelo elétron (que seria uma colisão perfeitamente inelástica) e portanto o elétron não pode absorver o fóton.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova ITA 2023 (2ª Fase) com Gabarito