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Questão sobre Física Moderna: Efeito Fotoelétrico

Fonte: UEMG


Física

Física Moderna: Efeito Fotoelétrico

Médio

(UEMG 2019) - Questão Médio de Física

a.
b.
c.
d.
e.

Gabarito

A resposta correta é a alternativa (b) intensidade / comprimento de onda. Vamos explicar o porquê dessa resposta ser a correta: 1. O efeito fotoelétrico é um fenômeno no qual elétrons são ejetados de uma superfície metálica quando luz de certa frequência incide sobre ela. 2. A dúvida da época estava relacionada com a energia cinética dos elétrons ejetados. Observou-se que a energia cinética dos elétrons não aumentava com a intensidade da luz, mas sim com a frequência da luz incidente. 3. A intensidade da luz está relacionada com a quantidade de fótons (ou seja, a quantidade de energia luminosa) que incide sobre a superfície por unidade de tempo. No entanto, mesmo aumentando a intensidade, se a frequência da luz não fosse suficiente, os elétrons não seriam ejetados. 4. A frequência da luz está diretamente relacionada com a energia de cada fóton. Einstein propôs que cada fóton carrega uma quantidade de energia proporcional à sua frequência (E = h*f, onde E é a energia, h é a constante de Planck e f é a frequência). 5. Para que um elétron seja ejetado, a energia do fóton incidente deve ser suficiente para superar a função trabalho do metal, que é a energia necessária para liberar um elétron da superfície. 6. O comprimento de onda está inversamente relacionado à frequência (c = λ*f, onde c é a velocidade da luz, λ é o comprimento de onda e f é a frequência). Portanto, um comprimento de onda menor significa uma frequência maior e, consequentemente, uma energia de fóton maior. 7. Einstein percebeu que um único fóton era responsável pela ejeção de cada elétron e que a energia cinética do elétron ejetado dependia da energia do fóton (sua frequência), e não da intensidade da luz. 8. Portanto, a energia cinética dos elétrons ejetados não dependia da intensidade da luz incidente, mas sim do comprimento de onda (ou, mais diretamente, da frequência) da luz, pois um comprimento de onda menor (ou frequência maior) significa fótons com energia suficiente para ejetar os elétrons. Assim, a alternativa correta é a que afirma que a energia cinética dos elétrons não dependia da intensidade da luz incidente, mas sim que o comprimento de onda da luz deveria ser pequeno o suficiente (ou a frequência alta o suficiente) para que os fótons tivessem energia suficiente para ejetar os elétrons. Portanto, a alternativa (b) intensidade / comprimento de onda é a resposta correta.

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