Questão 61 da FUVEST 2026

Question

Em 1905, Albert Einstein propôs que a luz, um tipo de radiação eletromagnética, é composta por fótons, sendo que cada fóton tem energia proporcional à frequência da luz (f) e à constante de Planck (h). Nesses termos, E = hf, e a intensidade da luz é a medida da quantidade de fótons. Essa interpretação foi fundamental para o desenvolvimento da teoria quântica da luz e para explicar o efeito fotoelétrico. Esse efeito consiste em um fenômeno físico no qual elétrons são ejetados de um material, geralmente um metal, quando este é irradiado com luz cujos fótons têm energia maior que a energia de ligação do elétron ao material, também conhecida como função trabalho. Assim, quando o fóton incide sobre a superfície do material, a energia excedente transforma-se na energia cinética do elétron que escapa da superfície.

Em qual das situações a seguir a energia cinética do elétron ejetado no efeito fotoelétrico aumenta?

A
Aumentando a intensidade da luz incidente.
B
Usando uma superfície maior.
C
Aumentando a frequência da luz incidente.
D
Usando um material com função trabalho maior.
E
Diminuindo a energia do fóton incidente.

Answer 1

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Questão 61 da FUVEST 2026

1ª fase · Física: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico

Em 1905, Albert Einstein propôs que a luz, um tipo de radiação eletromagnética, é composta por fótons, sendo que cada fóton tem energia proporcional à frequência da luz (f) e à constante de Planck (h). Nesses termos, E = hf, e a intensidade da luz é a medida da quantidade de fótons. Essa interpretação foi fundamental para o desenvolvimento da teoria quântica da luz e para explicar o efeito fotoelétrico. Esse efeito consiste em um fenômeno físico no qual elétrons são ejetados de um material, geralmente um metal, quando este é irradiado com luz cujos fótons têm energia maior que a energia de ligação do elétron ao material, também conhecida como função trabalho. Assim, quando o fóton incide sobre a superfície do material, a energia excedente transforma-se na energia cinética do elétron que escapa da superfície.

Em qual das situações a seguir a energia cinética do elétron ejetado no efeito fotoelétrico aumenta?

A
Aumentando a intensidade da luz incidente.
B
Usando uma superfície maior.
C
Aumentando a frequência da luz incidente.
D
Usando um material com função trabalho maior.
E
Diminuindo a energia do fóton incidente.

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Resolução comentada

O efeito fotoelétrico segue a equação de Einstein: a energia do fóton (hf) primeiro paga a função trabalho \phi, que é a energia de ligação do elétron ao material, e o que sobra vira energia cinética do elétron ejetado:

E_c = hf - \phi

Portanto, E_c depende apenas de f (pela energia de cada fóton) e de \phi (característica do material). Vamos testar cada situação:

Intensidade maior: significa mais fótons, e cada fóton continua com a mesma energia hf. Mais elétrons são ejetados, mas cada um tem a mesma E_c.
Superfície maior: também só aumenta o número de elétrons ejetados, sem mudar a energia de cada um.
Frequência maior: hf aumenta, com \phi fixo, então E_c = hf - \phi aumenta.
Função trabalho maior: o termo subtraído cresce, então E_c diminui.
Energia do fóton menor: equivale a diminuir f, então E_c diminui (e pode até deixar de haver emissão).

A única situação em que a energia cinética de cada elétron aumenta é aumentar a frequência da luz.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa A engana por associar mais intensidade a mais energia, mas intensidade só aumenta o número de fótons, não a energia de cada um.

Por que as outras alternativas estão erradas

AMaior intensidade significa mais fótons, o que aumenta o número de elétrons ejetados, não a energia cinética de cada um.
BA área da superfície só muda a quantidade de elétrons emitidos, não a energia de cada um.
DFunção trabalho maior aumenta o termo subtraído em hf-\phi, diminuindo a energia cinética.
EDiminuir a energia do fóton reduz hf e, portanto, reduz a energia cinética.

Assunto: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico.

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