PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 51 (CFS 2) da EEAR 2025

CFS 2 · Física: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico

– Durante uma aula de Física foi proposto um experimento hipotético para descrever o efeito fotoelétrico. Nesse experimento, um elétron seria retirado de um metal com uma energia cinética máxima de 6{,}4 \times 10^{-19}\text{ J}. Sabendo que a função trabalho deste material é de 4{,}4\text{ eV}, qual o valor do comprimento de onda, em \text{m}, do fóton responsável pela retirada do elétron?

Para o experimento foi adotada a velocidade da luz no valor de 3 \times 10^8\text{ m/s}, a constante de Planck de 4{,}2 \times 10^{-15}\text{ eV}\cdot\text{s} e a relação 1\text{ eV} = 1{,}6 \times 10^{-19}\text{ J}.

  1. A
    1{,}5 \times 10^{-7}
  2. B
    2{,}0 \times 10^{-7}
  3. C
    2{,}0 \times 10^{15}
  4. D
    4{,}0 \times 10^{15}
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

Pela equação do efeito fotoelétrico, a energia do fóton se divide em duas partes: parte vai para arrancar o elétron (função trabalho \phi) e o resto vira energia cinética máxima:

E_{fóton} = \phi + E_c

Como a função trabalho está em eV e a energia cinética em joules, é preciso usar a mesma unidade. A constante de Planck foi dada em eV·s, então convertemos a energia cinética para eV.

  1. Energia cinética em eV: E_c = \dfrac{6{,}4\times10^{-19}}{1{,}6\times10^{-19}} = 4{,}0\ \text{eV}.
  2. Energia do fóton: E = 4{,}4 + 4{,}0 = 8{,}4\ \text{eV}.
  3. Relação com o comprimento de onda: E = hf = \dfrac{hc}{\lambda}, logo \lambda = \dfrac{hc}{E}.
  4. Substituindo:
    \lambda = \frac{4{,}2\times10^{-15}\cdot 3\times10^{8}}{8{,}4} = \frac{12{,}6\times10^{-7}}{8{,}4} = 1{,}5\times10^{-7}\ \text{m}

O resultado em metros tem ordem 10^{-7}, compatível com ultravioleta, como esperado para um fóton de 8,4 eV.

Alternativa A.

Pegadinha: As alternativas C e D têm ordem de grandeza de frequência (Hz), não de comprimento de onda, enganando quem calcula f=E/h e para aí.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Busa só 6,3 eV de energia, o que não corresponde à soma da função trabalho com a energia cinética (8,4 eV).
  • Ctem unidade de frequência (Hz), não de comprimento de onda, e o valor não segue de hc/E.
  • Dtambém tem ordem de grandeza de frequência, não de comprimento de onda; o valor não segue de hc/E.

Assunto: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 51 no caderno CFS 2 da EEAR 2025

Fonte: EEAR 2025 · CFS 2. Prova oficial ↗