Questão 49 da UFG 2007

Pela equação de Einstein do efeito fotoelétrico, a energia cinética máxima do elétron ejetado é:

onde h é a constante de Planck, f é a frequência da luz (ou seja, a cor) e \phi é a função trabalho, uma propriedade do metal.

Cada fóton cede toda a sua energia hf a um único elétron. Com isso:

1. A energia (e, portanto, a velocidade) dos elétrons depende só de f e de \phi. Como f define a cor, a velocidade dos elétrons ejetados depende da cor da luz.
2. A intensidade da luz muda o número de fótons por segundo. Ela altera a quantidade de elétrons ejetados, mas não a energia de cada um.
3. A função trabalho é característica do material e não depende do número de elétrons ejetados.
4. Os elétrons saem com um intervalo contínuo de energias, de zero até E_{c,\text{máx}}, porque parte da energia se perde dentro do metal. Os quanta pertencem à luz, não à energia dos elétrons ejetados.

Assim, a afirmação correta é a que relaciona a velocidade dos elétrons com a cor da luz.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana por inverter os papéis: o número de elétrons depende da intensidade, enquanto a cor determina a energia e a velocidade deles.

Por que as outras alternativas estão erradas

• AA intensidade da luz altera o número de elétrons ejetados, não a energia de cada um, que depende da frequência.
• BOs quanta são da luz (fótons); os elétrons ejetados têm energias variando continuamente até um valor máximo.
• CA função trabalho é uma propriedade do metal e independe do número de elétrons ejetados.
• EO número de elétrons depende da intensidade (número de fótons), e a cor determina apenas se há emissão e com que energia.

Assunto: Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico.

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