PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 24 do ITA 2026

1ª fase · Física

Texto-base das questões 13 a 24 · 1ª fase

Quando e se necessário, use os seguintes valores para as quantidades a seguir:
Aceleração local da gravidade g = 10\ \text{m/s}^2.
\sqrt{2} \approx 1{,}4; \sqrt{3} \approx 1{,}7; \sqrt{5} \approx 2{,}2 \sqrt{7} \approx 2{,}6.

A figura a seguir ilustra um dispositivo D(\lambda,A), que emite radiação eletromagnética monocromática de comprimento de onda \lambda e intensidade A e que chega a um anteparo opaco S_1 com duas fendas. A radiação é detectada por um dispositivo de medição M fixado em um segundo anteparo S_2. Esse dispositivo M, ao ser submetido à radiação, gera uma resposta de corrente I em função da diferença de potencial V aplicada nos seus terminais. A figura também apresenta 4 gráficos I \times V, todos na mesma escala, obtidos a partir de medições com diferentes valores de \lambda e A. É falsa a afirmação de que é possível passar da situação

Esquema de um dispositivo D(λ,A) emitindo ondas em direção ao anteparo S₁, que possui duas fendas, seguido do anteparo S₂, no qual está fixado o detector M. À direita, quatro gráficos numerados (1), (2), (3) e (4), com corrente I no eixo vertical, potencial V no eixo horizontal e origem indicada por (0,0). Nos gráficos (1), (2) e (3), a corrente cresce linearmente a partir de um potencial negativo até atingir um patamar em V = 0, permanecendo constante para potenciais positivos. Os gráficos (1) e (2) têm o mesmo intercepto negativo no eixo V; o patamar de (2) é mais alto que o de (1). O gráfico (3) tem o mesmo patamar de (2), mas seu intercepto no eixo V é mais negativo. No gráfico (4), a corrente é nula em todo o intervalo representado.

  1. A
    (2) para (1), apenas diminuindo A.
  2. B
    (2) para (4), mudando \lambda e aumentando A.
  3. C
    (2) para (3), aumentando apenas \lambda.
  4. D
    (4) para (3), mudando apenas \lambda.
  5. E
    (3) para (1), aumentando \lambda e diminuindo A.
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Resolução comentada

Trata-se do efeito fotoelétrico. Nos gráficos, o patamar de corrente (corrente de saturação) depende da intensidade A: mais intensidade, mais fótons e mais elétrons arrancados. O potencial negativo em que a corrente se anula (potencial de corte) depende de \lambda: eV_0 = hc/\lambda - \phi, então menor \lambda dá maior |V_0|. Se \lambda é grande demais, hc/\lambda < \phi e não há corrente (gráfico 4).

Lendo os gráficos:

  1. (1) e (2) têm o mesmo |V_0|, ou seja, mesmo \lambda. O patamar de (2) é maior, logo A_2 > A_1.
  2. (3) tem o mesmo patamar de (2), então mesma A, mas |V_0| maior, logo \lambda_3 < \lambda_2.
  3. (4) não tem corrente: \lambda acima do limite.

Testando as alternativas:

  • (A) De (2) para (1) basta diminuir A. Verdadeira.
  • (B) De (2) para (4) aumenta-se \lambda além do limite; a corrente é nula mesmo com A maior. Verdadeira.
  • (C) De (2) para (3) é preciso reduzir \lambda, pois |V_0| aumenta. Aumentar \lambda faria |V_0| diminuir. Falsa.
  • (D) De (4) para (3) basta diminuir \lambda até haver emissão, e a intensidade pode ser a mesma. Verdadeira.
  • (E) De (3) para (1) aumenta-se \lambda (diminui |V_0|) e diminui-se A (patamar menor). Verdadeira.

A afirmação falsa é a da alternativa C.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa C engana ao inverter o efeito de \lambda: o potencial de corte maior em (3) exige diminuir \lambda, não aumentar.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AVerdadeira: diminuir só a intensidade reduz o patamar sem mudar o potencial de corte.
  • BVerdadeira: com \lambda maior que o limite não há efeito fotoelétrico, qualquer que seja A.
  • DVerdadeira: diminuir \lambda a partir do limite faz surgir corrente e potencial de corte.
  • EVerdadeira: maior \lambda reduz |V_0| e menor A reduz o patamar.

Assuntos: efeito fotoelétrico, potencial de corte.

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Fonte: ITA 2026 · 1ª fase. Prova oficial ↗